热致波导结构激光器及激光放大器制造技术

本发明专利技术提供了一种热致波导结构激光器及激光放大器，涉及激光技术领域，热致波导结构激光器包括半导体激光器、泵浦激光器、耦合透镜组和谐振腔，谐振腔内设置有晶体光纤；半导体激光器和泵浦激光器设置在耦合透镜组的一侧，谐振腔设置在耦合透镜组的另一侧；耦合透镜组用于将半导体激光器发射的激光与泵浦激光器发射的泵浦光耦合至晶体光纤；半导体激光器用于照射晶体光纤，以使晶体光纤形成热致波导结构。这样利用晶体光纤的热光效应，通过半导体激光器照射晶体光纤使晶体光纤形成热致波导结构，实现了对晶体光纤导波模式的选择与控制；与优化谐振腔方式的激光器相比，简化了晶体光纤激光器的结构，提高了晶体光纤激光器的可靠性。

Thermally Induced Waveguide Structure Laser and Laser Amplifier

The invention provides a thermally induced waveguide structure laser and a laser amplifier, which relates to the field of laser technology. Thermally induced waveguide structure laser includes a semiconductor laser, a pump laser, a coupling lens group and a resonator, in which a crystal fiber is arranged; a semiconductor laser and a pump laser are arranged on one side of the coupling lens group, and a resonant cavity is arranged on the other side of the coupling lens group. On the one side, the coupling lens group is used to couple the laser emitted by the semiconductor laser and the pump light emitted by the pump laser to the crystal fiber, and the semiconductor laser is used to irradiate the crystal fiber to form a thermally induced waveguide structure of the crystal fiber. By utilizing the thermo-optic effect of crystal fibers, the crystal fibers are irradiated by semiconductor lasers to form thermo-induced waveguide structure, which realizes the selection and control of guided wave mode of crystal fibers. Compared with the laser with optimized resonator mode, the structure of crystal fiber lasers is simplified and the reliability of crystal fiber lasers is improved.

【技术实现步骤摘要】
热致波导结构激光器及激光放大器
本专利技术涉及激光
，尤其是涉及一种热致波导结构激光器及激光放大器。
技术介绍
高光束质量、高峰值功率、高平均功率激光器在工业和科研领域具有重要的应用前景。晶体光纤结合了光纤和晶体增益介质的双重优势，既具有光纤激光器高效散热的优点，又具有晶体良好的光谱性能和热机械性能，使得晶体光纤激光器具有结构简单、成本低、稳定性强、增益高等优势，是实现更高峰值功率、更高重复频率激光输出的理想介质。由于典型晶体光纤直径较大，且信号光在晶体光纤中自由传播，因此晶体光纤无法实现对信号光传播模式的选择与控制，目前通常通过对晶体光纤激光器的谐振腔优化设计来进行模式选择与控制，导致利用晶体光纤实现高光束质量激光输出的激光器结构设计复杂，晶体光纤激光器的可靠性较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种热致波导结构激光器及激光放大器，以简化晶体光纤激光器的结构，提高晶体光纤激光器的可靠性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种热致波导结构激光器，包括半导体激光器、泵浦激光器、耦合透镜组和谐振腔，所述谐振腔内设置有晶体光纤；所述半导体激光器和所述泵浦激光器设置在所述耦合透镜组的一侧，所述谐振腔设置在所述耦合透镜组的另一侧；所述耦合透镜组用于将所述半导体激光器发射的激光与所述泵浦激光器发射的泵浦光耦合至所述晶体光纤；所述半导体激光器用于照射所述晶体光纤，以使所述晶体光纤形成热致波导结构。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在所述耦合透镜组的远离所述谐振腔的一侧还设置有合束器或第一双色镜，所述合束器或所述第一双色镜用于使所述半导体激光器发射的激光与所述泵浦激光器发射的泵浦光合为一束后射入所述耦合透镜组。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述谐振腔包括平行平面腔或折叠腔。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述谐振腔包括反射镜和输出镜；所述谐振腔内还设置有准直透镜和调Q器件，所述准直透镜设置在所述晶体光纤与所述输出镜之间，所述调Q器件设置在所述反射镜与所述晶体光纤之间或所述晶体光纤与所述准直透镜之间。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述半导体激光器和所述耦合透镜组均为两个，所述谐振腔的两侧均设置有一个所述半导体激光器和一个所述耦合透镜组；靠近所述谐振腔输出端一侧的耦合透镜组与所述谐振腔之间设置有第二双色镜。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述泵浦激光器和所述耦合透镜组均为两个，所述谐振腔的两侧均设置有一个所述泵浦激光器和一个所述耦合透镜组；靠近所述谐振腔输出端一侧的耦合透镜组与所述谐振腔之间设置有第二双色镜。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述半导体激光器、所述泵浦激光器和所述耦合透镜组均为两个，所述谐振腔的两侧均设置有一个所述半导体激光器、一个所述泵浦激光器和一个所述耦合透镜组；靠近所述谐振腔输出端一侧的耦合透镜组与所述谐振腔之间设置有第二双色镜。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述泵浦激光器和所述半导体激光器均包括光纤激光器或光纤耦合半导体激光器。结合上述第一方面或其任一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述热致波导结构激光器还包括能量计，所述能量计设置在所述谐振腔的输出光路上；所述能量计用于测量所述谐振腔输出的激光能量。第二方面，本专利技术实施例还提供一种激光放大器，包括半导体激光器、泵浦激光器、耦合透镜组和晶体光纤；所述半导体激光器和所述泵浦激光器设置在所述耦合透镜组的一侧，所述晶体光纤设置在所述耦合透镜组的另一侧；所述耦合透镜组用于将所述半导体激光器发射的激光、所述泵浦激光器发射的泵浦光和种子源发射的种子光耦合至所述晶体光纤；所述半导体激光器用于照射所述晶体光纤使所述晶体光纤形成热致波导结构。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例中，热致波导结构激光器包括半导体激光器、泵浦激光器、耦合透镜组和谐振腔，谐振腔内设置有晶体光纤；半导体激光器和泵浦激光器设置在耦合透镜组的一侧，谐振腔设置在耦合透镜组的另一侧；耦合透镜组用于将半导体激光器发射的激光与泵浦激光器发射的泵浦光耦合至晶体光纤；半导体激光器用于照射晶体光纤，以使晶体光纤形成热致波导结构。本专利技术实施例提供的热致波导结构激光器及激光放大器利用了晶体光纤的热光效应，通过半导体激光器照射晶体光纤来改变晶体光纤的折射率，使晶体光纤形成热致波导结构，从而实现了对晶体光纤导波模式的选择与控制。该热致波导结构激光器具有结构简单、稳定性高，能有效实现晶体光纤信号光传播模式控制的特点，且实用性和适用性强；与优化谐振腔方式的激光器相比，简化了晶体光纤激光器的结构，提高了晶体光纤激光器的可靠性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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为本专利技术实施例提供的一种热致波导结构激光器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种热致波导结构激光器的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种热致波导结构激光器的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种热致波导结构激光器的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的另一种热致波导结构激光器的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种激光放大器的结构示意图。图标：101-半导体激光器；102-泵浦激光器；103-合束器；104-耦合透镜组；105-反射镜；106-晶体光纤；107-调Q器件；108-准直透镜；109-输出镜；110-能量计；201-第一双色镜；202-第二双色镜；203-第三双色镜；300-种子源。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前受限于晶体光纤制备技术，目前典型晶体光纤直径小于1毫米，长度约数厘米。在抽运过程中，泵浦光在晶体光纤中以全反射的形式传输，而信号光则自由传播，因此可以将晶体光纤看作长度较短的大模场光纤。光纤激光器主要利用单模光纤、弯曲选模等方式实现高光束质量激光输出，然而由于晶体光纤直径较大，且无法实现较小曲率半径的弯曲，导致目前常用的光纤选模技术在晶体光纤激光器中无法适用。对于晶体光纤激光器，目前主要通过空间谐振腔优化设计实现高光束质量激光输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热致波导结构激光器，其特征在于，包括半导体激光器、泵浦激光器、耦合透镜组和谐振腔，所述谐振腔内设置有晶体光纤；所述半导体激光器和所述泵浦激光器设置在所述耦合透镜组的一侧，所述谐振腔设置在所述耦合透镜组的另一侧；所述耦合透镜组用于将所述半导体激光器发射的激光与所述泵浦激光器发射的泵浦光耦合至所述晶体光纤；所述半导体激光器用于照射所述晶体光纤，以使所述晶体光纤形成热致波导结构。

【技术特征摘要】
1.一种热致波导结构激光器，其特征在于，包括半导体激光器、泵浦激光器、耦合透镜组和谐振腔，所述谐振腔内设置有晶体光纤；所述半导体激光器和所述泵浦激光器设置在所述耦合透镜组的一侧，所述谐振腔设置在所述耦合透镜组的另一侧；所述耦合透镜组用于将所述半导体激光器发射的激光与所述泵浦激光器发射的泵浦光耦合至所述晶体光纤；所述半导体激光器用于照射所述晶体光纤，以使所述晶体光纤形成热致波导结构。2.根据权利要求1所述的热致波导结构激光器，其特征在于，在所述耦合透镜组的远离所述谐振腔的一侧还设置有合束器或第一双色镜，所述合束器或所述第一双色镜用于使所述半导体激光器发射的激光与所述泵浦激光器发射的泵浦光合为一束后射入所述耦合透镜组。3.根据权利要求1所述的热致波导结构激光器，其特征在于，所述谐振腔包括平行平面腔或折叠腔。4.根据权利要求1所述的热致波导结构激光器，其特征在于，所述谐振腔包括反射镜和输出镜；所述谐振腔内还设置有准直透镜和调Q器件，所述准直透镜设置在所述晶体光纤与所述输出镜之间，所述调Q器件设置在所述反射镜与所述晶体光纤之间或所述晶体光纤与所述准直透镜之间。5.根据权利要求1所述的热致波导结构激光器，其特征在于，所述半导体激光器和所述耦合透镜组均为两个，所述谐振腔的两侧均设置有一个所述半导体激光器和一个所述耦合透镜组；靠近所述谐振腔输出端一侧的耦合透镜组与所述谐振腔之间设置有第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈本剑，唐选，李敏，刘玙，黄珊，冯曦，王建军，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51