光纤弯曲盘绕选模装置、盘绕方法和包含其的光纤激光器与流程

本发明属于光纤激光器，具体涉及一种光纤弯曲盘绕选模装置、盘绕方法和包含其的光纤激光器。

背景技术：

1、光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，其不仅具有高的转换效率，还具有结构紧凑、维护成本低、散热性能好等优点，近年来已成为传统工业制造领域的主流光源，而在激光器的工业应用中，根据不同需求，常常需要光纤激光器提供不同光斑形貌和光束质量的激光输出。

2、增益光纤作为光纤激光器的核心部件，影响着激光器输出光束的特性，目前工业光纤激光器的研制生产过程中，一般会通过增益光纤弯曲盘绕成不同直径大小的绕模方式来实现光纤内各种模式的不同损耗，以获取所需光束特性的激光输出。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种光纤弯曲盘绕选模装置、盘绕方法和包含其的光纤激光器，能够根据光纤激光器输出需求，改变增益光纤的弯曲盘绕直径。

2、为实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种光纤自动弯曲盘绕选模装置，其包括底座，还包括设置在底座上的光纤盘绕模块、光纤回收模块；

3、所述光纤盘绕模块包括光纤盘，所述光纤盘可在第一驱动件的带动下沿自身轴向转动；所述光纤盘包括光纤盘面和直径控制器，所述光纤盘面用于盘绕光纤，且所述光纤盘面的直径可在直径控制器的控制下进行变换；

4、所述光纤回收模块与所述光纤盘绕模块间隔设置，包括光纤回收盘，所述光纤回收盘可在第二驱动件的带动下沿自身轴向转动，以对所述光纤盘面上的光纤进行临时盘绕储存。

5、作为本发明的进一步改进，所述光纤盘面由电致伸缩特性的新型压电聚合多晶材料制成，所述直径控制器通过电信号驱动所述光纤盘面的直径进行伸缩变换。

6、作为本发明的进一步改进，所述光纤盘还包括过渡轴，所述光纤盘面和所述直径控制器沿过渡轴轴向依次套设并固定在所述过渡轴的外周；且所述过渡轴与所述第一驱动件连接，以通过驱动所述过渡轴带动所述光纤盘面和所述直径控制器转动。

7、作为本发明的进一步改进，还包括光纤引导模块；

8、所述光纤引导模块包括第一光纤引导机构和第二光纤引导机构；所述第一光纤引导机构对应所述光纤盘设置，以在光纤盘绕到所述光纤盘上时对光纤的盘绕位置进行引导；所述第二光纤引导机构对应所述光纤回收盘设置，以在光纤盘绕到光纤回收盘上时对光纤的盘绕位置进行引导。

9、作为本发明的进一步改进，所述第一光纤引导机构包括依次转动相连的第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆，并将所述第三连接杆背离所述第二连接杆的一端作为夹持端，所述夹持端可沿所述光纤盘的轴向进行步进位移；

10、在所述夹持端上设置有与光纤外径匹配的凹槽，以通过凹槽对光纤进行夹持；

11、所述第二光纤引导机构与所述第一光纤引导机构的结构设置相同。

12、作为本发明的进一步改进，所述光纤引导模块还包括第一牵拉器和第二牵拉器，所述第一牵拉器对应所述光纤盘设置，所述第二牵拉器对应所述光纤回收盘设置，以对盘绕的光纤进行牵拉引导。

13、作为本发明的进一步改进，在所述第一牵拉器和所述第二牵拉器之间还设置有光纤引导器，所述光纤引导器中部设置有引导通道，其两端分别与对应牵拉器连通，待盘绕光纤从所述引导通道内穿过。

14、作为本发明的进一步改进，所述底座包括基座、第一支撑轴和第二支撑轴，所述第一支撑轴和所述第二支撑轴间隔设置在所述基座上，且所述光纤盘绕模块和所述光纤回收模块分别套设在所述第一支撑轴和第二支撑轴上。

15、本发明的另一个方面，提供一种光纤弯曲盘绕方法，利用上述的光纤弯曲盘绕选模装置进行盘绕，包括如下步骤：

16、(1)同时启动第一驱动件和第二驱动件，光纤随光纤盘的转动进行退绕，且退绕下来的光纤随光纤回收盘的转动盘绕到光纤回收盘上，直至光纤盘上的光纤全部退绕；

17、(2)启动直径控制器，在所述直径控制器的作用下转换光纤盘面的直径；

18、(3)同时启动第一驱动件和第二驱动件，光纤随光纤回收盘的转动进行退绕，且退绕下来的光纤随光纤盘的转动盘绕到光纤盘上，直至光纤回收盘上的光纤全部退绕，完成对光纤弯曲盘绕直径的切换。

19、本发明的另一个方面，提供一种光纤激光器，包括上述的光纤弯曲盘绕选模装置。

20、上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

21、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

22、(1)本发明的光纤自动弯曲盘绕选模装置，其通过在底座上间隔设置光纤盘绕模块和光纤回收模块，并在光纤盘绕模块中设置直径可在直径控制器控制下进行转换的光纤盘面，以在需要切换光纤弯曲盘绕直径时，将光纤盘面上的光纤退绕，并临时盘绕储存在光纤回收模块中，同时在光纤盘面直径切换完成后，再将光纤重新盘绕在光纤盘面上，进而实现光纤盘绕模式的自动切换。

23、(2)本发明的光纤自动弯曲盘绕选模装置，其通过设置光纤引导模块，并在光纤引导模块装置中设置光纤引导机构，以对盘绕的光纤进行夹持引导，使得光纤按照一定的盘绕方式紧密盘绕在光纤盘上；通过在光纤引导模块中对应光纤盘和光纤回收盘分别设置第一牵拉器和第二牵拉器，以对在光纤盘和光纤回收盘之间进行盘绕转换的光纤做辅助牵拉引导，使得光纤在传送过程中处于张紧状态。

24、(3)本发明中的光纤弯曲盘绕选模装置、盘绕方法和包含其的光纤激光器，其装置简单可靠，设计新颖，达到了光纤内传输激光各种模式的不同损耗，实现了不同光束特性的激光输出，切实有效提高了光纤激光器的工业应用领域和应用效果，实用性强，具有较好的应用前景和推广价值。

技术特征：

1.一种光纤弯曲盘绕选模装置，包括底座，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的光纤弯曲盘绕选模装置，其特征在于，所述光纤盘面由电致伸缩特性的新型压电聚合多晶材料制成，所述直径控制器通过电信号驱动所述光纤盘面的直径进行伸缩变换。

3.根据权利要求1所述的光纤弯曲盘绕选模装置，其特征在于，所述光纤盘还包括过渡轴，所述光纤盘面和所述直径控制器沿过渡轴轴向依次套设并固定在所述过渡轴的外周；且所述过渡轴与所述第一驱动件连接，以通过驱动所述过渡轴带动所述光纤盘面和所述直径控制器转动。

4.根据权利要求1所述的光纤弯曲盘绕选模装置，其特征在于，还包括光纤引导模块；

5.根据权利要求4所述的光纤弯曲盘绕选模装置，其特征在于，所述第一光纤引导机构包括依次转动相连的第一连接杆、第二连接杆和第三连接杆，并将所述第三连接杆背离所述第二连接杆的一端作为夹持端，所述夹持端可沿所述光纤盘的轴向进行步进位移；

6.根据权利要求4所述的光纤弯曲盘绕选模装置，其特征在于，所述光纤引导模块还包括第一牵拉器和第二牵拉器，所述第一牵拉器对应所述光纤盘设置，所述第二牵拉器对应所述光纤回收盘设置，以对盘绕的光纤进行牵拉引导。

7.根据权利要求6所述的光纤弯曲盘绕选模装置，其特征在于，在所述第一牵拉器和所述第二牵拉器之间还设置有光纤引导器，所述光纤引导器中部设置有引导通道，其两端分别与对应牵拉器连通，待盘绕光纤从所述引导通道内穿过。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的光纤弯曲盘绕选模装置，其特征在于，所述底座包括基座、第一支撑轴和第二支撑轴，所述第一支撑轴和所述第二支撑轴间隔设置在所述基座上，且所述光纤盘绕模块和所述光纤回收模块分别套设在所述第一支撑轴和第二支撑轴上。

9.一种光纤弯曲盘绕方法，其特征在于，利用权利要求1～8中任一项所述的光纤弯曲盘绕选模装置进行盘绕，包括如下步骤：

10.一种光纤激光器，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的光纤弯曲盘绕选模装置。

技术总结
本发明公开了一种光纤弯曲盘绕选模装置、盘绕方法和包含其的光纤激光器，属于光纤激光器技术领域，包括间隔设置在底座上的光纤盘绕模块和光纤回收模块，并在光纤盘绕模块中设置直径可在直径控制器控制下进行转换的光纤盘面，以在需要切换光纤弯曲盘绕直径时，将光纤盘面上的光纤退绕，并临时盘绕储存在光纤回收模块中，同时在光纤盘面直径切换完成后，再将光纤重新盘绕在光纤盘面上，进而实现光纤盘绕模式的自动切换。本发明中的光纤弯曲盘绕选模装置、盘绕方法和包含其的光纤激光器，其装置简单可靠，设计新颖，达到了光纤内传输激光各种模式的不同损耗，实现了不同光束特性的激光输出，切实有效提高了光纤激光器的工业应用领域和应用效果。

技术研发人员：何钦政,张志强,谷亮,韩新丽,高亦飞,高广泽,李松柏,齐恕贤,董超
受保护的技术使用者：湖北华中长江光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16