[发明专利]一种抗返回光全光纤器件

说明书

本发明公开了一种抗返回光全光纤器件，包括传能光纤、包层光滤除器和分束光纤，所述包层光滤除器制备在所述传能光纤上，所述分束光纤耦合在所述传能光纤的包层上；沿所述传能光纤的输出激光方向，所述包层光滤除器和分束光纤依次设置；所述分束光纤用于导出传能光纤作用于目标物，被目标物反射的返回光；所述包层光滤除器通过破坏所述传能光纤包层的光束全发射条件来滤除所述返回光。在激光输出的传能光纤中引入分束光纤和包层滤除器，利用分束光纤将大部分的返回光功率引导出来，并结合包层光滤除器做进一步的返回光剥离，包层光滤除器件将未导出的返回光进一步有效滤除，使得本发明的光纤器件具备抗高功率返回光的能力。

技术领域

本发明属于光纤激光技术领域，具体涉及一种抗返回光全光纤器件。

背景技术

在高功率光纤激光装备的切割、焊接应用中，尤其是在铜、铝及其合金等高反材料加工应用中，返回光处理一直是高功率光纤激光应用领域技术难题之一。铜、铝及其合金等反射系数高的材料在激光光束作用材料表面时，会有一部分激光沿着原光纤光路传播返回，这种返回光会引起激光器运行不稳定，以及造成激光器保护装置报警和停止工作，长时间运行会缩短激光器寿命，在严重时会破坏光纤激光器。抗高反能力不足是目前国产高功率光纤激光器在高端应用领域暂时替代不了进口高功率光纤激光器的原因之一。

目前激光加工行业的不锈钢和碳钢用量最多，但是铜和铝用量也在逐年递增，因此解决高反材料切割的光源自身技术问题也是当务之急。目前常用的做法是用包层光滤除器去剥离返回光，但是包层光滤除器在剥离高功率输出激光的包层光激光和剩余泵浦光时，剥离百瓦量级的光功率，器件自身会有一定发热量，如果此时有大功率返回光也进入到包层光滤除器中会增加器件负荷，也会增加发热量，器件发热会影响滤除性能，会有返回光进入到谐振腔中影响激光器运行的稳定性，严重时会烧毁包层光滤除器。此外，如果返回光中有斯托克斯光成分，反向传输时会被功率放大，这种光反向传输危害极大，回传过程中会损伤光纤器件以及毁坏谐振腔。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种抗返回光全光纤器件，在激光输出的传能光纤中引入分束光纤和包层滤除器，利用分束光纤将大部分的返回光功率引导出来，并结合包层光滤除器做进一步的返回光剥离，包层光滤除器件将未导出的返回光进一步有效滤除，使得本发明的光纤器件具备抗高功率返回光的能力。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种抗返回光全光纤器件，包括传能光纤、包层光滤除器和分束光纤，所述包层光滤除器制备在所述传能光纤上，所述分束光纤耦合在所述传能光纤的包层上；沿所述传能光纤的输出激光方向，所述包层光滤除器和分束光纤依次设置；所述分束光纤用于导出传能光纤作用于目标物，被目标物反射的返回光；所述包层光滤除器通过破坏所述传能光纤包层的光束全反射条件来滤除所述返回光。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述分束光纤的返回光输出端配置有石英端帽，所述石英端帽上设有增透膜，所述增透膜用于防止菲涅尔反射的返回光进入所述分束光纤中。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述石英端帽的输出端配置有吸收体，所述吸收体用于吸收石英端帽输出的返回光。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述分束光纤与传能光纤耦合部位设有封装体，所述封装体用于散热和封装保护。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述分束光纤至少配置有两根，多根的所述分束光纤均耦合在位于传能光纤相同位置的包层上，或者多根的所述分束光纤耦合在位于传能光纤不同位置的包层上。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述分束光纤为单包层光纤或者双包层光纤。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述分束光纤的纤芯数值孔径大于所述返回光的数值孔径。