[发明专利]一种激光传能光缆

说明书

本发明实施例提供一种激光传能光缆，包括传能光纤和激光输出头，所述传能光纤封装于铠装管中，其特征在于：在激光输出头内部设置有电路板，电路板上集成有监控单元；监控单元用于在激光器工作时，实时收集激光输出头内部的各运行参数状态，并将各运行参数状态反馈给激光器，以控制激光器的运行状态。本发明实施例提供的激光传能光缆，通过在激光输出头内部的电路板上集成各运行参数状态监控单元，以实时监控在激光器在运行状态下，激光输出头和激光传能光缆工作于高功率激光输出时的应用状态，以实现对于激光传输光缆和激光器整机有效、合理的保护。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种激光传能光缆。

背景技术

光纤激光器作为一种新型激光器，具有电光转换效率高，光束质量好等优势，广泛应用于工业加工、国防、医疗等领域。随着市场应用要求越来越高，激光器输出功率也大幅增加，目前市场上应用的的光纤激光器输出功率已超过10kW级别，未来随时可能达到100kW量级。随着激光器的输出功率越来越高，在连续加工高反材质的过程中，通过板材返回的激光功率也相应增加。对于返回至激光输出头内部的反馈光，可通过输出头本身的水冷设计和温度监控设计实现保护，目前市面上主流的激光加工头基本都具备该功能。

例如：对于光纤激光器，市面上大多数的高功率激光输出头已经具备温度监控功能，包括在大功率激光传能光缆的输出头中部设计了用于温度监控的传感器。也有在输出头中部增加了温控开关，当输出头内部温度过高时可保护，用于输出头前端的高温保护，避免激光器持续过热工作造成损伤。再者温度升高其实是热积累达到一定程度后的结果，相比于光监控，温度的传导速度要慢得多。目前很多光纤激光器也已经在激光器内部模块设计光监控功能，其响应速度要高于温度监控。

但受传输光缆输出头尺寸限制，激光器监控多设计在激光器的整机模块内部，虽然可实现在正向通光过程中对激光器进行保护，但却无法对激光传输光缆进行保护。

有鉴于此，亟需提供一种新的技术运用于高功率连续激光器，以消除或有效减弱反向光对设备安全所造成的损害。

发明内容

本发明实施例提供一种激光传能光缆及系统，用以解决高功率连续激光器在运行过程中存在反向光对设备安全造成损害的缺陷，实现高效、安全的返回光隔离。

第一方面，本发明实施例提供一种激光传能光缆，主要包括传能光纤和激光输出头，传能光纤封装于铠装管中，特别在于：在激光输出头内部设置有电路板，电路板上集成有监控单元；监控单元用于在激光器工作时，实时收集激光输出头内部的各运行参数状态，并将各运行参数状态反馈给激光器，以控制激光器的运行状态。

可选地，上述激光输出头内部的各运行参数状态包括回返光信号强度状态；传能光纤主要包括纤芯、包层和涂覆层，在传能光纤末端熔接有石英端帽，石英端帽和部分传能光纤封装于激光输出头内部；在位于激光输出头内部的部分传能光纤的不带涂覆层的裸光纤处和/或部分传能光纤带涂覆层的光纤表面设置有激光光电传感器；激光光电传感器用于监测传能光纤中传输的回返光信号强度；在回返光信号强度大于第一预设阈值时，向监控单元发送回返光信号强度异常信号。

可选地，上述激光输出头内部的各运行参数状态还包括可见光信号强度状态；在激光输出头的内部还设置有可见光传感器；可见光传感器用于监测激光输出头内部的可见光信号强度；在可见光信号强度大于第二预设阈值时，向监控单元发送可见光信号强度异常信号。

可选地，在传能光纤上集成有包层光剥模器，包层光剥模器在激光传输光路上位于激光光电传感器和所述可见光传感器之前。

可选地，激光输出头内部的各运行参数状态还包括温度状态；在石英端帽的柱面上设置有第一温度传感器，用于获取石英端帽处的第一温度；在激光输出头的水冷接头处设置有第二温度传感器，用于获取水冷接头处的第二温度；在第一温度大于第三预设阈值或第二温度大于第四预设阈值时，向监控单元发送温度异常信号。