本发明专利技术公开了一种光纤激光器装置，包括：制冷器，对激光器管芯进行控温；热沉；过渡热沉，与所述热沉共同对激光器管芯和增益光纤散热；热敏电阻，精确控制制冷器的温度；激光器管芯，产生第一预定波长的激光；第一光纤部分，包括楔形透镜和第一光纤光栅，所述楔形透镜制作在靠近激光器管芯的第一光纤部分的一端，减小端面反射；所述第一光纤光栅制作在所述第一光纤部分的另一端，透射第一预定波长的激光，反射第二预定波长的激光；第二光纤部分，包括第二光纤光栅，透射一部分第二预定波长的激光；所述第一光纤光栅和第二光纤光栅对第二预定波长的光进行选膜和放大；增益光纤，将激光器管芯输出的第一预定波长的光吸收后产生第二预定波长的光。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种光纤激光器装置，包括：制冷器，对激光器管芯进行控温；热沉；过渡热沉，与所述热沉共同对激光器管芯和增益光纤散热；热敏电阻，精确控制制冷器的温度；激光器管芯，产生第一预定波长的激光；第一光纤部分，包括楔形透镜和第一光纤光栅，所述楔形透镜制作在靠近激光器管芯的第一光纤部分的一端，减小端面反射；所述第一光纤光栅制作在所述第一光纤部分的另一端，透射第一预定波长的激光，反射第二预定波长的激光；第二光纤部分，包括第二光纤光栅，透射一部分第二预定波长的激光；所述第一光纤光栅和第二光纤光栅对第二预定波长的光进行选膜和放大；增益光纤，将激光器管芯输出的第一预定波长的光吸收后产生第二预定波长的光。【专利说明】一种光纤激光器装置
本专利技术所属半导体
，是一种在光纤通信领域中有重要作用的紧凑型1550nm光纤激光器装置。
技术介绍
LD泵浦光纤激光器具有结构紧凑、系统稳定、光学转换效率高、输出激光的线宽窄、信噪比低等优点。在印刷、材料微加工、医用激光、通信工业、国防军事、高精度传感、超快激光等领域，具有广阔的应用前景。光纤激光器在军事、航天等关系国计民生的重要领域有着举足轻重的作用和地位，对其展开进一步的研究是很有必要的。光纤激光器的主要原理是用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质，在泵浦光的作用下增益光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当加入适当的正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出，光纤激光器由工作物质、谐振腔和泵浦源三个部分组成。在研制光纤激光器方面，国内外已经取得重大突破并形成了成熟的技术方案，目前主要研究较多的是掺铒、掺镱和掺铥等石英基质光纤激光器，其输出功率可达几个毫瓦，线宽为几十个kHz。 但对于普通的光纤激光器而言，由于光纤的掺铒浓度较低，导致单位长度的光纤增益较低，为了保证输出功率，必须使用较长的铒纤，往往都在几米甚至几十米。这会使光纤激光器件造价相对较贵，并且光纤中非线性效应很强，会影响到激光器的性能。而且由于光纤最小弯曲半径的限制，不利于实现器件的小型紧凑化，而光器件低成本、小型化、集成化是当前器件发展的一个重要趋势。因此，如何提高光纤单位长度增益、缩小光纤激光器体积成为了当前国内外研究的热点之一；目前国内外生产的大部分光纤激光器中，光学谐振腔是在增益光纤两端的端面镀反射膜实现，其工艺操作较为复杂，且薄膜质量难以得到保证，薄膜反射率受激光器的工作温度影响较大，薄膜的温度也不容易控制，从而影响激光的输出功率。
技术实现思路
为解决上述的一个或多个问题，本专利技术提出了一种集成化的光纤激光器件，主要利用高掺杂的铒镱共掺磷酸盐玻璃单模光纤(EYPF)作为增益介质，大大提高了单位光纤长度的吸收增益，使增益介质光纤长度缩短到了几个厘米甚至毫米量级，从而缩小了光纤激光器的体积。另外，器件结构中采用在增益光纤两端的石英单模光纤上写入光纤光栅的方法来构成激光谐振腔，起到选模和光放大作用，这种制作谐振腔的方法较光纤端面镀反射膜的方法，工艺上更加容易实现，也更容易调节和控制其反射率和反射波长。同时，对光纤激光器模块中的光纤光栅组成的激光谐振腔加以温度控制电路对其工作温度进行调节控制，避免因工作温度的改变影响光纤光栅周期的改变，从而导致光纤激光器的输出光波长发生漂移，提高了光纤激光器的输出稳定性。 (一 )技术方案 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案:一种光纤激光器装置，其包括: 制冷器，其用于对激光器管芯进行控温； 热沉，其固定在制冷器上； 过渡热沉，其固定在热沉上，其与所述热沉共同对激光器管芯和增益光纤散热； 热敏电阻，其焊接在过渡热沉上，用于精确控制制冷器的温度； 激光器管芯，其固定在过渡热沉上，用于产生第一预定波长的激光； 第一光纤部分，其包括楔形透镜和第一光纤光栅，所述楔形透镜制作在靠近激光器管芯的第一光纤部分的一端，用于减小端面反射；所述第一光纤光栅制作在所述第一光纤部分的另一端，用于透射第一预定波长的激光，反射第二预定波长的激光； 第二光纤部分，其包括第二光纤光栅，用于透射一部分第二预定波长的激光；所述第一光纤光栅和第二光纤光栅形成激光谐振腔，用于对第二预定波长的光进行选膜和放大输出； 增益光纤，其位于第一光纤部分和第二光纤部分之间，且与第一光纤部分和第二光纤部分固定连接，其用于将激光器管芯输出的第一预定波长的光吸收后产生第二预定波长的光。 其中，所述增益光纤为铒镱共掺磷酸盐单模光纤，其外部嵌套有石英玻璃管。 其中，所述铒镱共掺光磷酸盐单模光纤中，铒的掺杂浓度为3.0mol %，镱的掺杂浓度为5.0mol %，传播损耗为0.04dB/cm,在1535nm波长处的净增益为5.2dB/cm,荧光寿命8.1ms。 其中，所述第一光纤光栅和第二光纤光栅为一级光栅，其中心波长为1550nm,光栅的周期为528nm。 其中，楔形透镜的楔角为70°?120°，曲率半径为3μπι?8μπι。 其中，热敏电阻的阻值在9.5kQ?10.5kQ之间。 其还包括:集成管壳，用于封装所述光纤激光器模块的各个部件，其还具有光纤引出孔，所述第二光纤部分从所述光纤引出孔延伸至集成管壳外部。 其还包括:光隔离器，其位于所述集成管壳外部，通过光纤连接器连接在所述第二光纤部分的延伸部分。 其中，所述第一预定波长为980nm,所述第二预定波长为1550nm。 综上所述，本实施例提出的一种紧凑型的1550nm光纤激光集成模块，使用高掺杂的铒镱共掺磷酸盐光纤(EYPF)，大大提高了单位长度光纤的吸收增益，缩短了增益光纤长度的同时还可以保证很好的输出特性。从而实现了光纤激光器的小型化、集成化。同时，将增益光纤通过硅的V型槽固定在热沉上，并用制冷器对其进行控温，从而避免了光纤的吸收截面和发射截面随温度的变化而变化，进而影响到光纤激光器输出波长的稳定性，减小激光器中心波长的漂移，一定程度上压窄了激光线宽。另外，本专利技术使用了两个光纤光栅作为激光谐振腔，可以使其输出波长稳定在光纤光栅的谐振波长上，而且光纤光栅制作工艺较传统的光纤端面镀膜更加容易实现。 (三)有益效果 从上述技术方案可以看出，本专利技术紧凑型的1550nm光纤激光器具有以下有益效果: a、利用高掺杂铒镱共掺磷酸盐光纤(EYPF)对980nm泵浦光的高吸收、高增益，缩短了增益介质光纤的长度，将所有的光源器件集成在一个管壳内，实现了光纤激光器的小型化、集成化。 b、将铒镱共掺增益介质光纤利用硅V型槽固定在热沉上，用制冷电路对其进行控温，克服环境温度对光纤的光学参数的影响，降低光源对环境温度的依赖性，从而提高激光器的稳定性。 C、激光光源结构中采用了两个光纤光栅作为激光谐振腔，并利用温度控制电路对光纤光栅进行温度精确控制，使其输出波长稳定在光纤光栅的谐振波长上，且光纤光栅制作工艺较传统的光纤端面镀膜更加简单、容易实现。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术中紧凑型的1550nm光纤激光器模块装置的侧视结构图。 图2是本专利技术中紧凑型的1550nm光纤激光器模块的光路图。 【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光纤激光器装置，其包括：制冷器，其用于对激光器管芯进行控温；热沉，其固定在制冷器上；过渡热沉，其固定在热沉上，其与所述热沉共同对激光器管芯和增益光纤散热；热敏电阻，其焊接在过渡热沉上，用于精确控制制冷器的温度；激光器管芯，其固定在过渡热沉上，用于产生第一预定波长的激光；第一光纤部分，其包括楔形透镜和第一光纤光栅，所述楔形透镜制作在靠近激光器管芯的第一光纤部分的一端，用于减小端面反射；所述第一光纤光栅制作在所述第一光纤部分的另一端，用于透射第一预定波长的激光，反射第二预定波长的激光；第二光纤部分，其包括第二光纤光栅，用于透射一部分第二预定波长的激光；所述第一光纤光栅和第二光纤光栅形成激光谐振腔，用于对第二预定波长的光进行选膜和放大输出；增益光纤，其位于第一光纤部分和第二光纤部分之间，且与第一光纤部分和第二光纤部分固定连接，其用于将激光器管芯输出的第一预定波长的光吸收后产生第二预定波长的光。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜峰，谭满清，焦健，郭小峰，郭文涛，孙宁宁，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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