[发明专利]光纤激光器监测保护装置及保护方法

说明书

本发明提供了一种光纤激光器监测保护装置，包括处理电路、控制芯片、温度传感器、水流传感器、光电探测器、采样电阻、继电器；其中上述传感器和采样器件与处理电路相连，处理电路将信号处理后传给控制芯片，控制芯片轮流采集各传感器参数后与预先设定的各参数相对比，若不满足条件，则判断发生异常，控制继电器产生动作，切断激光器电源。

技术领域

本发明涉及激光器温度检测技术，特别是一种光纤激光器监测保护装置及保护方法。

背景技术

光纤激光器主要由泵浦源，耦合器，掺稀土元素光纤，谐振腔等部件构成。泵浦源由一个或多个大功率激光二极管阵列构成，其发出的泵浦光经特殊的泵浦结构耦合入作为增益介质的掺稀土元素光纤，泵浦波长上的光子被掺杂光纤介质吸收，形成粒子数反转，受激发射的光波经谐振腔镜的反馈和振荡形成激光输出。光纤激光器以光纤作为波导介质，耦合效率高，易形成高功率密度，散热效果好，无需庞大的制冷系统，具有高转换效率，低阈值，光束质量好和窄线宽等优点。并且，光纤激光器的谐振腔内无光学镜片，具有免调节、免维护、高稳定性的优点；超长的工作寿命和免维护时间，平均免维护时间在10万小时以上。

随着光纤激光器的功率不断提高，光纤及相关器件的发热量不断增加，需要对其采取一定的冷却措施。对于光纤激光器，通常采取水冷方式对其进行冷却。尽管采取的主动冷却的措施，也会因为水流量不足、发热量过高等原因，使热量在激光器内部积累，导致温度过高，最后激光器发生熔毁。若能采取一定的措施，对激光器运行状态进行监控，出现危险情况时能及时发现并能切断电源，则可以避免或减少激光器损伤，减少损失。

发明内容

本发明涉及一种光纤激光器监测保护装置及保护方法。

一种光纤激光器监测保护装置，包括处理电路、控制芯片、温度传感器、水流传感器、光电探测器、采样电阻、继电器；其中上述传感器和采样器件与处理电路相连，处理电路将信号处理后传给控制芯片，控制芯片轮流采集各传感器参数后与预先设定的各参数相对比，若不满足条件，则判断发生异常，控制继电器产生动作，切断激光器电源。

一种光纤激光器监测保护方法，包括以下步骤：

步骤1，选取温度传感器，贴近光纤激光器内部关键器件放置，与处理电路相连；

步骤2，选取水流传感器，串联进激光水冷系统中，与处理电路相连；

步骤3，选取光电探测器，放置在光纤熔接点处，采集其散射光强，与处理电路相连；

步骤4，选取采样电阻，串联进激光器供电电路中，与处理电路相连；

步骤6，选取控制芯片，连接处理电路，依次采集各个参数，并与预先设定的参数相对比；

步骤7，采用继电器，接入激光器供电电路，其控制端与控制芯片相连；

步骤8，根据散热需求确定适当的水流量标准，低于该水流量标准后继电器断开；

步骤9，根据元件特性，确定主要元件工作温度区间，温度超出区间后继电器断开；

步骤10，根据电流与光功率的关系，确定两者的关系标准，当不满足标准继电器断开。

整个装置采样部分与主控部分分离，采样器件安装位置灵活，体积小，采样精度高。且光电探测器响应速度快，利用熔接点散射光与纤芯信号光强度的线性关系，能较为准确的测算出激光器的纤芯光输出功率。同时使用上述保护方法通过对水流量，温度，电流和光功率的采样回的数据进行判断，在制定合适的标准的情况下，可以防止任何有可能对激光器主要部件造成威胁的情况，直接断开继电器，快速地切断电源对激光器的供电，以保护激光器，以及其所处系统。减小甚至避免由元件故障造成的经济损失。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明