千瓦级连续波输出全光纤型激光系统

摘要

在国内光纤激光行业发展初期，国内激光市场由国外几大巨头所垄断。随着光纤以及相关光纤光器件制作工艺的发展，光纤激光器国产化进程逐步加快，丰厚的利润逐渐吸引了大批国内企业投入到研发商品化光纤激光器行列中来。2011年以来国内涌现了一批研制连续光纤激光器的企业。 连续光纤激光器的设计以光学设计为核心，软件设计、机械结构设计、电路设计为辅助，四个部分不可分割，有机地结合在一起。本文主要根据本人所在公司研制连续光纤激光器的研发经验，对连续光纤激光器系统的光学设计、软件设计思路以及设计过程中不可避免涉及到的结构、电路部分进行了介绍。部分章节还对产品批量生产后市场终端反馈的问题进行了分析并给出对策。 在光学设计方面由于国外激光行业起步早，在2011年时国外激光器产品占据了大部分国内市场，国内的科研人员大多是在借鉴国外产品的基础上进行本土化创新，因此虽然在光学框架上大多相同，但是在细节部分有所不同。本文中涉及的熔接工艺部分是制作光纤激光器的核心工艺，也是本文的创造性成果。 在软件设计方面，本文着重介绍了1、光纤激光器中控制系统的接口定义。2、光纤激光器控制系统的内部逻辑。3、激光器的人机交互界面。4、激光器光路保护模块和其他报警模块的设计。其中第4点是软件设计中的重点和难点，是国产激光器产品市场化过程中，市场反馈最集中，影响最具大的地方。

目录

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摘要

1．1光纤激光器的背景

1．2光纤激光器的发展情况

1．3本文主要内容和结构

第二章光路设计

2．1．2泵浦源的选择

2．1．3谐振腔的选择

2．2光器件选型

2．2．1半导体泵浦源

2．2．2掺杂光纤

2．2．3光纤光栅

2．2．4合束器

2．2．5剥模器

2．2．6光纤输出头

3．1光纤的连接损耗

3．2光纤的熔接

3．2．1涂覆层剥离

3．2．2包层清洁

3．2．3端面制作

3．2．4熔接

3．2．5涂覆

3．2．6常见的熔接不良现象

3．3光纤的匹配

3．4熔接效果

第四章系统的软件构成与设计

4．1接口定义

4．1．1硬件控制接口定义

4．1．2硬件控制接口的实现

4．1．3软件控制接口定义

4．1．4软件控制接口的实现

4．2内部逻辑设计

4．2．1激光出光信号

4．2．2激光出光信号的实现

4．2．3指引光信号

4．2．4指引光信号的实现

4．2．5功率调节信号

4．2．6功率调节信号的实现

4．3人机交互设计

4．3．1系统内部运行状态的显示

4．3．2系统内部运行状态显示的实现

4．3．3系统报警状态的显示

4．3．4系统报警状态显示的实现

4．3．5时间锁功能

4．3．6时间锁功能的实现

4．4报警及自我保护

4．4．1光路完整性保护模块

4．4．2光路完整性保护模块的实现

4．4．3温湿度保护模块

4．4．4温湿度保护模块的实现

4．4．5其他报警模块

4．4．6其他报警模块的实现

5．1接入关系

5．2性能指标

5．3切割效果测试

6．1本文工作总结

6．2后续工作及展望

附录

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况