一种光纤激光器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种光纤激光器，属于光纤激光器领域。该光纤激光器包括：第一泵浦模块、光学谐振腔、第一增益光纤、第二增益光纤、第二泵浦模块及包层功率剥离器。所述第一增益光纤设置于所述光学谐振腔内，所述光学谐振腔的输出端与所述第二增益光纤的一端耦合，所述第二增益光纤的另一端与所述第二泵浦模块耦合，所述第二泵浦模块与所述包层功率剥离器耦合。相对于传统的振荡器与放大器相互独立的主振荡‑功率放大结构的光纤激光器，本实用新型专利技术提供的光纤激光器有效地减少了系统的直通插入损耗，提高了系统效率，降低了光束质量劣化。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤激光器领域，具体而言，涉及一种光纤激光器。
技术介绍
高功率光纤激光器具有诸多优势，在诸多领域应用广泛。高功率光纤激光器可以分为单振荡器和主振荡-功率放大(MOPA，MasterOscillatorPower-Amplifier)两种典型结构。单振荡器结构的输出功率主要受限于光栅负载和泵浦注入点数量，同时系统效率较低，输出平均功率大于2kW的系统极少采用此种结构。对于输出功率大于2kW的系统，通常采用MOPA结构。MOPA结构中，振荡器输出功率较低，可以按照需求设计输出光谱和脉冲波形，同时尽可能保证基横模输出。单级或多级功率放大器则用于将输出功率提升至应用所需的水平。MOPA结构的特点在于振荡器与放大器分离，前者侧重激光品质控制，后者侧重激光功率提升。然而，由于MOPA结构的光纤激光器中振荡器和各级放大器构成独立的模块，导致系统器件数量偏多，整个系统的直通损耗偏大，光束质量逐级劣化，降低了整个系统的效率和品质。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种光纤激光器，能够减少插入损耗，提高系统效率，降低光束质量劣化。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：本技术实施例提供了一种光纤激光器，包括：第一泵浦模块、光学谐振腔、第一增益光纤、第二增益光纤、第二泵浦模块及包层功率剥离器。所述第一增益光纤设置于所述光学谐振腔内，所述光学谐振腔的输出端与所述第二增益光纤的一端耦合，所述第二增益光纤的另一端与所述第二泵浦模块耦合，所述第二泵浦模块与所述包层功率剥离器耦合。所述第一泵浦模块输出的第一泵浦光进入所述光学谐振腔并入射到所述第一增益光纤，所述第一增益光纤吸收所述第一泵浦光后所产生的信号光中的一部分由所述光学谐振腔输出、入射到所述第二增益光纤，所述第二泵浦模块输出的第二泵浦光入射到所述第二增益光纤，入射到所述第二增益光纤的信号光经所述第二增益光纤放大后经过所述包层功率剥离器输出。优选的，所述第一增益光纤的长度与所述第一泵浦模块的泵浦功率成第一预设关系。优选的，所述第二增益光纤的长度与所述第二泵浦模块的泵浦功率成第二预设关系。优选的，所述第一泵浦模块包括第一合束器和第一泵浦源，所述第一泵浦源与所述第一合束器的泵浦光输入端耦合，所述第一合束器的合束端与所述光学谐振腔耦合，所述第一泵浦源产生的第一泵浦光经过所述第一合束器进入所述光学谐振腔。优选的，所述第一合束器包括多个泵浦光输入端。优选的，所述第二泵浦模块包括第二合束器和第二泵浦源，所述第二泵浦源与所述第二合束器的泵浦光输入端耦合，所述第二合束器的合束端与所述第二增益光纤的另一端耦合，所述第二合束器的信号端与所述包层功率剥离器耦合，所述第二泵浦源产生的第二泵浦光经所述第二合束器入射到所述第二增益光纤，经所述第二增益光纤放大的信号光经所述第二合束器入射到所述包层功率剥离器。优选的，所述光纤激光器还包括扩束准直器，所述扩束准直器与所述包层功率剥离器耦合，由所述包层功率剥离器输出的信号光经所述扩束准直器的扩束准直处理后输出。优选的，所述光纤激光器还包括指示光源模块和模场匹配器，所述指示光源模块通过所述模场匹配器与所述第一泵浦模块耦合，所述指示光源模块用于发出可见光激光，以指示所述光纤激光器的光束传输路径。优选的，所述光学谐振腔包括第一光纤光栅和第二光纤光栅，所述第一光纤光栅的一端与所述第一泵浦模块耦合，所述第一光纤光栅的另一端与所述第一增益光纤的一端耦合，所述第一增益光纤的另一端与所述第二光纤光栅的一端耦合，所述第二光纤光栅的另一端与所述第二增益光纤的一端耦合。优选的，所述第一增益光纤的纤芯直径小于或等于所述第二增益光纤的纤芯直径。本技术实施例提供的光纤激光器摒弃了传统的振荡器与放大器相互独立的MOPA结构的光纤激光器，包括由第一泵浦模块、光学谐振腔、第一增益光纤构成的振荡器及由第二增益光纤、第二泵浦模块构成的放大器，光学谐振腔的输出端与第二增益光纤的一端直接耦合，取消了传统MOPA结构的光纤激光器中振荡器与放大器之间的多个器件，有效地减少了系统的直通插入损耗，提高了系统效率。此外，本技术提供的光纤激光器的输出端设置有包层功率剥离器，用于剥除在光纤包层中传输的光束，有效地避免了光纤包层中传输的光束对光纤激光器输出光斑质量的影响。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1示出了本技术实施例提供的一种光纤激光器的结构示意图；图2示出了本技术实施例提供的另一种光纤激光器的结构示意图；图3示出了本技术实施例提供的另一种光纤激光器的结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。如图1所示，本技术实施例提供了一种光纤激光器100，包括：第一泵浦模块110、光学谐振腔120、第一增益光纤130、第二增益光纤140、第二泵浦模块150及包层功率剥离器160。第一增益光纤130设置于光学谐振腔120内，光学谐振腔120的输出端与第二增益光纤140的一端耦合，第二增益光纤140的另一端与第二泵浦模块150耦合，第二泵浦模块150与所述包层功率剥离器160耦合。如图2所示，光学谐振腔120包括第一光纤光栅121和第二光纤光栅122。第一光纤光栅121为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤激光器，其特征在于，包括：第一泵浦模块、光学谐振腔、第一增益光纤、第二增益光纤、第二泵浦模块及包层功率剥离器，所述第一增益光纤设置于所述光学谐振腔内，所述光学谐振腔的输出端与所述第二增益光纤的一端耦合，所述第二增益光纤的另一端与所述第二泵浦模块耦合，所述第二泵浦模块与所述包层功率剥离器耦合；所述第一泵浦模块输出的第一泵浦光进入所述光学谐振腔并入射到所述第一增益光纤，所述第一增益光纤吸收所述第一泵浦光后所产生的信号光中的一部分由所述光学谐振腔输出、入射到所述第二增益光纤，所述第二泵浦模块输出的第二泵浦光入射到所述第二增益光纤，入射到所述第二增益光纤的信号光经所述第二增益光纤放大后经过所述包层功率剥离器输出。

【技术特征摘要】
1.一种光纤激光器，其特征在于，包括：第一泵浦模块、光学谐振腔、第一增益光纤、第二增益光纤、第二泵浦模块及包层功率剥离器，所述第一增益光纤设置于所述光学谐振腔内，所述光学谐振腔的输出端与所述第二增益光纤的一端耦合，所述第二增益光纤的另一端与所述第二泵浦模块耦合，所述第二泵浦模块与所述包层功率剥离器耦合；所述第一泵浦模块输出的第一泵浦光进入所述光学谐振腔并入射到所述第一增益光纤，所述第一增益光纤吸收所述第一泵浦光后所产生的信号光中的一部分由所述光学谐振腔输出、入射到所述第二增益光纤，所述第二泵浦模块输出的第二泵浦光入射到所述第二增益光纤，入射到所述第二增益光纤的信号光经所述第二增益光纤放大后经过所述包层功率剥离器输出。2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述第一增益光纤的长度与所述第一泵浦模块的泵浦功率成第一预设关系。3.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述第二增益光纤的长度与所述第二泵浦模块的泵浦功率成第二预设关系。4.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述第一泵浦模块包括第一合束器和第一泵浦源，所述第一泵浦源与所述第一合束器的泵浦光输入端耦合，所述第一合束器的合束端与所述光学谐振腔耦合，所述第一泵浦源产生的第一泵浦光经过所述第一合束器进入所述光学谐振腔。5.根据权利要求4所述的光纤激光器，其特征在于，所述第一合束器包括多个泵浦光输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志华，郭超，赵鹏飞，林宏奂，
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：新型
国别省市：四川;51