本发明涉及高空输电线路清障技术领域，尤其涉及一种激光烧蚀清障装置。
背景技术：
输电线路是电网的重要组成部分，对输电线路的定期巡检是有效保证输电线路及其设备安全运行的一项基础性工作。架空输电线路经常出现覆冰、漂浮物等，极大影响电网安全运行，必须对输电线路进行定期巡视检查，随时掌握和了解输电线路的运行情况，以便及时发现和消除隐患，预防事故的发生，确保供电安全。为保障电力系统及线路和设施的正常运行，需要定期对电力线路及设施上的异物进行清理，特别是线上异物的清理，传统人工清理的方法所花时间长、人力成本高、困难大、效率低，而且对员工的生命安全也构成严重的威胁。南方电网制定了“机巡+人巡”的精益化巡检策略，计划在2020年实现以机巡为主，人巡为辅的巡检模式，这对无人机巡检作业提出了更高的要求。
高压线上异物的清理目前主要靠人工和线上机器人方式，人工方式效率低，对人员的生命安全造成；线上机器人自动化程度高，但也存在无法实现大面积长距离线路的巡检作业；近年来，随着传感器的小型化以及飞行控制系统的日趋完善，无人机技术得到了快速的发展，无人机在各领域得到了广泛应用，也为输电线路的巡检作业提供了新的思路和技术方法。
波长在1.4~2.1μm波段的激光具有较高的水吸收系数，对人眼的损伤阔值较低，具有人眼安全特性，在激光雷达、激光测距、激光医学、光通讯和泵浦源等领域具有重要的应用。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种激光烧蚀清障装置，可吊装在多旋翼无人机上，用于高空输电线路的异物清除工作。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光烧蚀清障装置，其可包括：
低功率光纤激光器、光学传输系统以及指示激光器，
其中，所述低功率光纤激光器包含：
种子源，产生信号光；
与所述激光种子源相连的光纤预放大级，所述激光种子源按照所述信号光传送方向依次包括：半导体激光抽运源、光束耦合器以及第一增益介质光纤；
通过高功率偏振无关光隔离器与所述第一增益介质光纤相连的光纤功率放大级，所述光纤功率放大级按照所述信号光传送方向依次包括：半导体激光抽运源、光束耦合器以及第二增益介质光纤；
通过一段无源匹配光纤与所述第二增益介质光纤连接的激光射出端，用于将所述第二增益介质光纤输出的信号光输出为高能激光，；
其中，所述光学传输系统包括：
按照所述激光射出端射出高能激光的直线方向依次排布的高透射高反射镜、第一圆月弯透镜以及第二圆月弯透镜；
所述指示激光器用于射出可见光束，所述可见光束通过所述高透射高反射镜反射后，用于导向和指示高能激光穿过所述高透射高反射镜、第一圆月弯透镜以及第二圆月弯透镜的位置以及用于导向所述高能激光在待清障的目标物上的位置。
在可选的实施例中，所述低功率光纤激光器为80瓦2微米光纤激光器。
在可选的实施例中，所述光纤预放大级中包含并排的两个所述半导体激光抽运源，最大射出功率为12瓦。
在可选的实施例中，所述光纤预放大级中的所述第一增益介质光纤为一条长度为4米的双包层掺铥增益光纤，纤芯直径为10微米，数值孔径为0.15微米，内包层直径为130微米，数值孔径为0.46微米。
在可选的实施例中，所述光纤功率放大级中的所述半导体激光抽运源，最大射出功率为12瓦，为多个并排分布结构。
在可选的实施例中，所述光纤功率放大级中的所述第二增益介质光纤为一条长度为5米的保偏双包层掺铥增益光纤，纤芯直径为25微米，数值孔径为0.09微米，内包层直径为400微米，数值孔径为0.45微米。
在可选的实施例中，所述无源匹配光纤长度为0.7米。
在可选的实施例中，所述激光射出端的端面有切角。
在可选的实施例中，所述激光射出端的端面切角角度为8°。
在可选的实施例中，所述高透射高反射镜为可透射所述激光射出端射出高能激光，同时可反射所述指示激光器射出的可见光束的透镜。
在可选的实施例中，所述高透射高反射镜的反射面与所述可见光束呈45°夹角。
在可选的实施例中，第一圆月弯透镜以及第二圆月弯透镜材料均为硅石，间距为135毫米。其中，第一圆月弯透镜的组成曲率半径为-88毫米，1055毫米，第二圆月弯透镜的组成曲率半径为515毫米，-2073毫米。
在可选的实施例中，经过所述光学传输系统传输的所述高能激光在激光射出端6米开外处的温度可高达575摄氏度。
在可选的实施例中，所述激光烧蚀清障装置通过减震螺栓吊装在多旋翼无人机上，在地面遥控操作下，通过所述多旋翼无人机的摄像头可远距离发现高空输电线路上的异物，同时对准异物发出高温激光束灼烧掉异物。。
本发明实施例的有益效果在于：
本发明采用激光烧蚀清障装置，搭载在多旋翼无人机上对高空输电线路上的异物进行灼烧去除，一方面，消除了作业人员亲自爬高清除异物所带来的人身危险，大大节省清理工作的时间和人力；一方面，高能激光产生的高温，可远程清理异物，不用将多旋翼无人机太靠近高压输电线路，避免发生电磁干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的激光烧蚀清障装置的一个实施例的构造示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
本发明提供一种激光烧蚀清障装置，如图1，其一个实施例的结构可包括：低功率光纤激光器1。作为举例，本发明的低功率光纤激光器1可安装在激光烧蚀清障装置的尾部。该低功率光纤激光器1内部包含激光种子源10、光纤预放大级2以及光纤功率放大级3。作为举例，本实施例的激光种子源10用于产生信号光，且其可选用低功率的连续掺铥光纤激光种子源。信号光通过激光种子源10发出后，传输到光纤预放大级2进行放大，作为举例，光纤预放大级2可由半导体激光抽运源11、一个光束耦合器12以及一根4米长的双包层掺铥增益光纤13连接构成，这样就使得信号光依次通过半导体激光抽运源11、光束耦合器12以及双包层掺铥增益光纤13，被预放大后继续传输。作为举例，本实施例中使用两个并排的半导体激光抽运源11。在可选的实施方式中，半导体激光抽运源11的中心波长为793纳米,最大射出功率为12瓦；双包层掺铥增益光纤13的纤芯直径可为10微米，数值孔径为0.15微米，内包层直径为130微米，数值孔径为0.46微米。当然在其他可选实施例中，该半导体激光抽运源11的规格和个数、双包层掺铥增益光纤13的规格和线长可根据实际需求进行选择。此外，在其他可选的实施例中，双包层掺铥增益光纤13中的铥也可替换为其他介质。
被预防大的信号光通过双包层掺铥增益光纤13传输到光纤功率放大级3。作为举例，在本实施例中，光纤功率放大级3按照信号光传输的方向依次包括：半导体激光抽运源11、一个光束耦合器12以及一根5米长的保偏双包层掺铥增益光纤14；作为举例，本实施例中光纤功率放大级3内部使用了18个并排的半导体激光抽运源11；选用保偏双包层掺铥增益光纤14的纤芯直径为25微米，数值孔径为0.09微米，内包层直径为400微米，数值孔径为0.45微米。这样就使得信号光在通过光纤功率放大级3后功率放大到了80瓦。当然在其他可选实施例中，该光纤功率放大级3中的半导体激光抽运源11的规格和个数、保偏双包层掺铥增益光纤14的规格和线长可根据实际需求进行选择，以便得到射出功率不同的信号光。此外，在其他可选的实施例中，保偏双包层掺铥增益光纤14中的铥也可替换为其他介质。
为了更好的散热，在保偏双包层掺铥增益光纤14与低功率光纤激光器1的射出端之间熔接一条长0.7米的无源匹配光纤15。低功率光纤激光器1的射出端的端面切角为8°，以避免产生菲涅耳反射从而影响到激光特性。
低功率光纤激光器1射出的高能激光经过激光烧蚀清障装置前端的光学传输系统可变为高温激光束，在本实施例中，该高温激光束在激光射出端6米开外处的温度可高达575摄氏度。作为举例，本实施例的光学传输系统可包括2微米高透射兼532纳米高反射镜16、第一圆月弯透镜17（组成曲率半径为-88毫米，1055毫米）以及第二圆月弯透镜18（组成曲率半径为515毫米，-2073毫米），该反射镜16、第一圆月弯透镜17以及第二圆月弯透镜18依次平布在高温激光束的射出方向上，且第一圆月弯透镜17与第二圆月弯透镜18间距为135毫米，材料为硅石。当然在其他可选实施例中，反射镜和圆月弯透镜的规格可根据实际需求重新选择。
在低功率光纤激光器1上方还安装有一个指示激光器4，可射出可见光束通过2微米高透射兼532纳米高反射镜16反射后（该可见光束与该反射镜16呈45°夹角），用于导向和指示高能激光击向的位置和距离，且可见光束反射后的路径即为高能激光的路径。
上述结构构成的激光烧蚀清障装置通过减震螺栓吊装在多旋翼无人机上，在地面遥控操作下，通过多旋翼无人机的摄像头可远距离发现高空输电线路上的异物，同时对准异物发出高温激光束灼烧掉异物。当然在其他可选实施例中，该激光烧蚀清障装置也可安装于其他设备上，用于清除其他环境下的低燃点异物。
通过上述说明可知，本发明的有益效果在于：
搭载在多旋翼无人机上对高空输电线路上的异物进行灼烧去除，一方面，消除了作业人员亲自爬高清除异物所带来的人身危险，大大节省清理工作的时间和人力；一方面，高能激光产生的高温，可远程清理异物，不用将多旋翼无人机太靠近高压输电线路，避免发生电磁干扰。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。