一种阵列光纤激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种阵列光纤激光器，包括依次连接的光纤耦合半导体激光器阵列、泵浦合束器阵列、高反射光纤光栅阵列、增益光纤阵列、低反射光纤光栅阵列和包层光滤除器阵列；高反射光纤光栅阵列、增益光纤阵列、低反射光纤光栅阵列和包层光滤除器阵列均固定在光纤器件面板的正面上；增益光纤阵列中的增益光纤呈“∽”形分布，且通过光纤槽固定；光纤槽设置在光纤器件面板的正面上；高反射光纤光栅阵列和低反射光纤光栅阵列分布在增益光纤阵列的左右两侧；光纤耦合半导体激光器阵列固定在光纤器件面板的背面上；泵浦合束器阵列固定在光纤器件面板的正面或背面上。本实用新型专利技术在提高激光器集成化程度下，保证了阵列光纤激光器的稳定性，且体积小和重量轻。

【技术实现步骤摘要】
一种阵列光纤激光器
本技术属于光纤激光器
，涉及一种列光纤激光器。
技术介绍
在工业加工、科研等领域，对单模光纤激光和多模光纤激光都有着广泛的应用。一种应用是同时使用多个单模的中等功率光纤激光器，另一种情况是使用一个高功率的多模光纤激光器。比如，在科研领域，需要使用多个中低功率的短波长光纤激光器对波长的光纤激光器进行泵浦，获得更高功率的激光输出；在工业领域，需要将多中低功率的光纤激光合为一束，用于金属焊接熔覆等领域。在这些应用场合，一个共同的需求就是需要多路输出的中低功率光纤激光器。对于第一类应用，当前一般需要采购多台中低功率的光纤激光器，将各个激光器独立输出的激光应用到设计系统中此外；对于第二种应用，当前一般采用多台独立的光纤激光器进行功率合束。这两种应用场合中，由于每台光纤激光器为一个独立的模块，集成度不高，存在系统体积大、重量重、成本高等问题；对于第二类多模合束的情况，还需要激光器输出光纤要夸不同模块进行熔接，存在应力损坏的风险。
技术实现思路
本技术的目的，在于提供一种阵列光纤激光器，该阵列光纤激光器在提高激光器集成化程度下，保证了阵列光纤激光器的稳定性，且体积小和重量轻。为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案实现：一种阵列光纤激光器，所述阵列光纤激光器包括依次连接的光纤耦合半导体激光器阵列1、泵浦合束器阵列2、高反射光纤光栅阵列3、增益光纤阵列4、低反射光纤光栅阵列5和包层光滤除器阵列6；所述高反射光纤光栅阵列3、增益光纤阵列4、低反射光纤光栅阵列5和包层光滤除器阵列6均固定在光纤器件面板7的正面上；所述增益光纤阵列4中的增益光纤呈“∽”形分布，且通过光纤槽固定；所述光纤槽设置在所述光纤器件面板7的正面上；所述高反射光纤光栅阵列3和低反射光纤光栅阵列5分布在所述增益光纤阵列4的左右两侧；所述光纤耦合半导体激光器阵列1固定在光纤器件面板7的背面上；所述泵浦合束器阵列2固定在所述光纤器件面板7的正面或背面上。进一步的，当所述泵浦合束器阵列2固定在所述光纤器件面板7的正面上时，所述泵浦合束器阵列2和包层光滤除器阵列分布在所述增益光纤阵列4的上下两侧。进一步的，所述光纤耦合半导体激光器阵列1、泵浦合束器阵列2、高反射光纤光栅阵列3、增益光纤阵列4、低反射光纤光栅阵列5和包层光滤除器阵列6中各个阵列均按照先从外到里、再从里到外的方式布局。进一步的，所述泵浦合束器阵列2、高反射光纤光栅阵列3、增益光纤阵列4、低反射光纤光栅阵列5和包层光滤除器阵列6各自对应的泵浦合束器、高反射光纤光栅、增益光纤、低反射光纤光栅和包层光滤除器的数量至少为2，且数量相同。进一步的，所述光纤器件面板7内设置有密封空间；所述光纤器件面板7上还设置有输入接口8和输出接口9；在所述阵列光纤激光器工作过程中，冷却液从所述输入接口8注入所述密封空间内，再从所述输出接口9排出所述密封空间。进一步的，所述冷却液为去离子水或防冻液。进一步的，所述阵列光纤激光器还包括激光信号合束器10；所述激光信号合束器10设置在所述光纤器件面板7的正面上；所述包层光滤除器阵列6的输出光纤与所述激光信号合束器10的输入光纤连接。进一步的，所述光纤槽为U形光纤槽；所述U形光纤槽的底部直径比所述增益光纤的涂覆层直径大0.1～1mm。本技术的有益效果描述：1、本技术通过增益光纤“∽”形布局和其他光纤器件的阵列布局，实现了多个激光器的集成，既可以极大地提高的激光器集成度，又可以极大地降低了激光器的体积和重量。2、本技术中的光纤器件的输入输出光纤构成的阵列借助增益光纤“∽”形布局、按照从外到里、在从里到外的方式布局，保证各个激光器内部的光纤和多台激光器之间的光纤都互不交叠，避免一个激光器发生故障对其他激光器的影响，提高激光器阵列的稳定性。3、本技术将光纤耦合半导体激光器阵列与泵浦合束器阵列置于一个平面，可以极大减少增益光纤所在平面的光纤数量和光纤连接点数量，降低实际熔接操作和光纤布局的工艺难度，提高生产效率。4、本技术将包层光滤除器阵列输出光纤与激光信号合束器输入光纤连接，可将多路激光通过激光信号合束器合为一束输出，能够在单一结构模块上实现更高功率的多模激光输出，极大降低了传统通过多个模块进行功率的多模激光的体积和重量。附图说明图1为一实施例给出的阵列光纤激光器结构立体示意图；图2为一实施例给出的阵列光纤激光器结构主视图；图3为一实施例给出的阵列光纤激光器结构后视图；图4为一实施例的激光信号合束器连接关系示意图；图5为又一实施例给出的阵列光纤激光器结构主视图；图6为又一实施例给出的阵列光纤激光器结构后视图；图7为又一实施例的激光信号合束器连接关系示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术的具体实施方式作出详细说明。本实施例给出了一种阵列光纤激光器，其结构参考图1、2和3，该阵列光纤激光器包括阵列光纤激光器包括固定在光纤器件面板7上且依次连接的光纤耦合半导体激光器阵列1、泵浦合束器阵列2、高反射光纤光栅阵列3、增益光纤阵列4、低反射光纤光栅阵列5和包层光滤除器阵列6。本实施例的泵浦合束器阵列2、高反射光纤光栅阵列3、增益光纤阵列4、低反射光纤光栅阵列5和包层光滤除器阵列6各自对应的泵浦合束器、高反射光纤光栅、增益光纤、低反射光纤光栅和包层光滤除器的数量至少为2，且数量相同，每个阵列器件的输入输出光纤至多与另一个阵列器件的输入输出光纤连接。本实施例的增益光纤4为掺稀土离子的增益光纤，用于激光产生和传输的光纤；且光纤的横截面结构选自双包层或三包层结构的光纤横截面结构中的一种；当横截面结构为双包层结构时，纤芯直径在5～100微米之间；内包层直径或内包层外接圆直径在100～1000微米之间；外包层的直径在250～2000微米之间。本实施例的增益光纤阵列4中的增益光纤呈“∽”形分布，且通过光纤槽固定。光纤槽设置在光纤器件面板7的正面7-A上，用于固定和放置增益光纤，确保相邻增益光纤之间不交叠。本实施例的光纤槽为U形光纤槽，该U形光纤槽的底部直径比增益光纤的涂覆层直径大0.1～1mm。增益光纤固定在U形槽的底部，由于增益光纤为圆形，U形光纤槽的底部直径比增益光纤的涂覆层直径大0.1～1mm，使得增益光纤可以放到U形槽中，并与U形槽有效贴合并实现高效冷却。在“∽”形外围根据实际需要以“∽”两个长边为起点布置一定长度的增益光纤。增益光纤阵列4输入输出分别位于“∽”两个长边的外围延长线上，高反射光纤光栅阵列3和低反射光纤光栅阵列5固定在光纤器件面板7的正面7-A上，且分布在增益光纤阵列4的左右两侧，即“∽”形外围短边。本实施例的光纤耦合半导体激光器阵列1是增益光纤4产生上能级粒子的激励源，其数目根据激光器实际需要决定；单个光纤耦合半导体激光器是与增益光纤吸收峰匹配的各个波段的半导体激光器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阵列光纤激光器，其特征在于，所述阵列光纤激光器包括依次连接的光纤耦合半导体激光器阵列(1)、泵浦合束器阵列(2)、高反射光纤光栅阵列(3)、增益光纤阵列(4)、低反射光纤光栅阵列(5)和包层光滤除器阵列(6)；/n所述高反射光纤光栅阵列(3)、增益光纤阵列(4)、低反射光纤光栅阵列(5)和包层光滤除器阵列(6)均固定在光纤器件面板(7)的正面上；/n所述增益光纤阵列(4)中的增益光纤呈“∽”形分布，且通过光纤槽固定；所述光纤槽设置在所述光纤器件面板(7)的正面上；所述高反射光纤光栅阵列(3)和低反射光纤光栅阵列(5)分布在所述增益光纤阵列(4)的左右两侧；/n所述光纤耦合半导体激光器阵列(1)固定在光纤器件面板(7)的背面上；所述泵浦合束器阵列(2)固定在所述光纤器件面板(7)的正面或背面上。/n

【技术特征摘要】
1.一种阵列光纤激光器，其特征在于，所述阵列光纤激光器包括依次连接的光纤耦合半导体激光器阵列(1)、泵浦合束器阵列(2)、高反射光纤光栅阵列(3)、增益光纤阵列(4)、低反射光纤光栅阵列(5)和包层光滤除器阵列(6)；
所述高反射光纤光栅阵列(3)、增益光纤阵列(4)、低反射光纤光栅阵列(5)和包层光滤除器阵列(6)均固定在光纤器件面板(7)的正面上；
所述增益光纤阵列(4)中的增益光纤呈“∽”形分布，且通过光纤槽固定；所述光纤槽设置在所述光纤器件面板(7)的正面上；所述高反射光纤光栅阵列(3)和低反射光纤光栅阵列(5)分布在所述增益光纤阵列(4)的左右两侧；
所述光纤耦合半导体激光器阵列(1)固定在光纤器件面板(7)的背面上；所述泵浦合束器阵列(2)固定在所述光纤器件面板(7)的正面或背面上。


2.根据权利要求1所述的阵列光纤激光器，其特征在于，当所述泵浦合束器阵列(2)固定在所述光纤器件面板(7)的正面上时，所述泵浦合束器阵列(2)和包层光滤除器阵列分布在所述增益光纤阵列(4)的上下两侧。


3.根据权利要求1所述的阵列光纤激光器，其特征在于，所述光纤耦合半导体激光器阵列(1)、泵浦合束器阵列(2)、高反射光纤光栅阵列(3)、增益光纤阵列(4)、低反射光纤光栅阵列(5)和包层光滤除器阵列(6)中各个阵列均按照先从外到里、再从里到外的方式布局...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小林，张汉伟，杨保来，史尘，奚小明，韩凯，王泽锋，周朴，许晓军，司磊，陈金宝，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43