[发明专利]一种光纤激光在线监测系统

说明书

本发明公开了一种光纤激光在线监测系统。该系统包括：光纤激光器、光纤取样器、探测单元、信号处理电路和数据采集处理单元；光纤激光器中与激光产生部件连接的第一传输光纤和与激光输出头连接的第二传输光纤连接，形成熔接点，第一传输光纤段、第二传输光纤段与熔接点构成熔接传输光纤；光纤取样器包括至少一根耦合光纤，耦合光纤与熔接传输光纤并行贴合，或缠绕在熔接传输光纤上；探测单元与光纤取样器中的耦合光纤连接；信号处理电路与探测单元电连接；数据采集处理单元与信号处理电路电连接。本发明通过设置包括至少一根耦合光纤的光纤取样器，避免了在出射光路上插入光学器件，降低了系统的复杂性，且能够对光纤激光进行实时在线监测。

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，特别是涉及一种光纤激光在线监测系统。

背景技术

近年来，随着高亮度半导体泵浦技术和双包层光纤制备技术的发展，光纤激光器的输出功率已经突破万瓦量级。在工业加工、医疗及军事等光纤激光应用技术中，实现光纤激光输出功率、输出光谱、脉冲频率、反射光功率等参数的实时测量，同时不减少输出能量是极为重要的，尤其是在激光研究过程中，由于光纤激光输出功率、输出光谱、脉冲频率、反射光功率等参数是判断激光性能的直接指标，因此，必须实时地对光纤激光的上述参数进行测量。实时地对光纤激光进行监测对激光器的设计、制造、检测和应用等具有十分重要的意义。

目前，对光纤激光进行测量通常采用的方法是分光式在线监测激光输出功率的方法，该方法采用空间结构并在出射光路上插入光学器件，例如分光镜，这样不仅引入了额外的插入损耗，增加了系统的复杂性，更重要的是对输出激光造成不必要的扰动，降低了输出功率，影响后续应用。因此，在实际工程化应用中，现有的分光式在线监测激光输出功率的方法并不适合对光纤激光进行实时在线监测。

发明内容

基于此，有必要提供一种光纤激光在线监测系统，以实现对光纤激光的实时在线监测的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种光纤激光在线监测系统，包括：光纤激光器、光纤取样器、探测单元、信号处理电路和数据采集处理单元；

所述光纤激光器包括激光产生部件、第一传输光纤、第二传输光纤和激光输出头，所述激光产生部件与第一传输光纤的一端连接，所述激光输出头与所述第二传输光纤的一端连接，所述第一传输光纤的另一端与所述第二传输光纤的另一端连接，形成熔接点，第一传输光纤段、第二传输光纤段与所述熔接点构成熔接传输光纤，所述第一传输光纤段为所述第一传输光纤上距离所述熔接点为第一预设距离的光纤段，所述第二传输光纤段为所述第二传输光纤上距离所述熔接点为第二预设距离的光纤段；

所述光纤取样器包括至少一根耦合光纤，所述耦合光纤与所述熔接传输光纤并行贴合，或所述耦合光纤缠绕在所述熔接传输光纤上，形成取样光纤，所述光纤取样器用于提取散射光纤激光，所述散射光纤激光为在所述熔接点处发生散射的光纤激光；

所述探测单元与所述光纤取样器中的所述耦合光纤连接，用于接收所述散射光纤激光，并探测所述散射光纤激光的参数；

所述信号处理电路与所述探测单元电连接，用于接收所述散射光纤激光的参数，并对所述散射光纤激光的参数进行放大；

所述数据采集处理单元与所述信号处理电路电连接，用于采集放大后的所述散射光纤激光的参数，并对所述放大后的所述散射光纤激光的参数进行处理。

可选的，所述第一传输光纤与所述第二传输光纤为同种类型的光纤。

可选的，所述第一传输光纤、所述第二传输光纤和所述耦合光纤均为包括内包层和外包层的双包层光纤，所述耦合光纤的内包层的直径均小于所述第一传输光纤的内包层的直径和所述第二传输光纤的内包层的直径。

可选的，所述第一传输光纤除所述第一传输光纤段的之外的光纤的外部具有涂覆层，所述第二传输光纤除所述第二传输光纤段的之外的光纤的外部具有涂覆层。