一种基于侧面泵浦技术的抗高反光纤激光器制造技术

本申请涉及光电子技术领域，尤其是涉及一种基于侧面泵浦技术的抗高反光纤激光器。本申请包括高反光栅、侧面泵浦光纤、低反输出光栅、激光输出头和LD泵源；所述高反光栅输出端与侧面泵浦光纤中有源光纤输入端连接；低反输出光栅输入端与侧面泵浦光纤中有源光纤输出端连接；低反输出光栅输出端与激光输出头连接；LD泵浦源与侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输入端和/或侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输出端连接；所述高反光栅、侧面泵浦光纤、低反输出光栅依次连接，形成单腔体结构的激光震荡腔。本申请通过该抗高反光纤激光器使得泵浦注入上不存在熔接点，因此可以有效减少返回激光泄露，避免泵源与器件的损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种基于侧面泵浦技术的抗高反光纤激光器
本技术涉及光电子
，尤其是涉及一种基于侧面泵浦技术的抗高反光纤激光器。
技术介绍
全光纤激光器具有结构紧凑、散热性能好、转换效率高、光束质量优良和性能稳定等优点已经逐步取代固体激光器、化学激光器和气体激光器成为当前激光市场上的主流产品。随着大功率半导体激光技术发展及双包层光纤专利技术，极大的提高了光纤激光器输出功率水平，通过激光振荡级加放大方案，已经实现数千瓦量级单纤激光输出。通过光纤信号束合束技术，高功率连续光纤激光器的输出功率已超万瓦，被广泛应用于汽车制造、船舶工业、铁路机车制造、军事加工、金属材料加工等各个工业加工行业，并不断向更为广阔的应用领域拓展。针对当前加工市场的需求，加工环境与加工材料种类越来越丰富。部分诸如铜板、不锈钢等材料的加工具有较强的镜面反射，因此需要激光器具备抗高反的能力。市面上现有的成熟产品，基本上都是以端泵技术实现的高功率激光输出。采用端泵方案很难从结构上避免返回光对合束器、泵源的损伤。这种累计损伤，致使当前的激光器无法长时间用于高反材料加工。因此当前市场上任然缺乏一种能有效耐受返回光的激光装置，以适应市场需求。当前市面上普遍采用的端泵方案，腔内熔接点较多，则反向激光容易在熔点处产生激光泄露，使得泵源合束器等器件产生累计损伤。端泵结构的激光器泵浦光通过单点注入到有源光纤当中，易于此处产生热聚集，是光纤激光器烧毁的一个风险点。
技术实现思路
本申请提供一种基于侧面泵浦技术的抗高反光纤激光器，用以解决现有技术中端泵光纤激光器熔点多、泵浦注入点热聚集等的技术问题。通过该抗高反光纤激光器使得泵浦注入上不存在熔接点，因此可以有效避免返焊点引起的回光激光泄露。进一步的，由于采用侧面泵浦光纤作为泵浦注入与激光放大的器件，泵浦光通过侧面泵浦的方式缓慢注入到增益光纤中，能有效避免热聚集，提高光纤激光器安全性。同时此光纤激光器特别适合双向和反向泵浦注入，可有效提高激光器的泵浦注入能力与激光器的非线性阈值易于实现更高功率的激光输出。本申请的实施例通过如下方式实现：本申请实施例提供一种基于侧面泵浦技术的抗高反光纤激光器，包括：激光震荡腔和LD泵源：激光振荡器包括高反光栅、侧面泵浦光纤、低反输出光栅；所述高反光栅输出端与侧面泵浦光纤中有源光纤输入端连接；低反输出光栅输入端与侧面泵浦光纤中有源光纤输出端连接；LD泵浦源与侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输入端和/或侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输出端连接。优选的，当所述LD泵浦源与侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输入端连接，用以达到多路泵源的正向注入；当所述LD泵浦源与侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输出端连接，用以达到多路泵源的反向注入；当所述LD泵浦源同时与侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输入端、侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输出端连接时，用于实现侧面泵浦光纤双向注入。优选的，所述的抗高反光纤激光器还包括设置所述高反光栅输入端的第一包层模式剥离器。优选的，所述的抗高反光纤激光器还包括设置在低反输出光栅与QBH输出头之间的第二包层模式剥离器。优选的，所述侧面泵浦光纤的有源光纤为掺杂稀土元素的增益光纤。优选的，所述LD泵浦源与侧面泵浦光纤通过无源光纤连接。优选的，还包括激光输出头，所述包层模式剥离器和激光输出头是独立器件，或者直接在低反输出光栅输出尾纤末端直接制备。优选的，所述高反光栅光纤纤芯直径、低反输出光栅光纤纤芯直径范围是15-300μm；高反光栅光纤端面直径和低反输出光栅光纤端面直径参数范围是250-1000μm。优选的，所述LD泵浦源纤芯范围105-400μm；LD泵浦源光纤端面直径范围125-440μm。优选的，所述低反输出光栅的光信号反射率为5％-30％；高反光栅的光信号反射率大于99％。综上所述，本申请实施例提供一种基于侧面泵浦技术的抗高反光纤激光器具有以下有益效果：(1)本申请基于侧面泵浦技术搭建了单腔结构的光纤激光器。泵浦注入无需使用端泵合束器。避免了端泵合束器端点注入大量泵浦激光时的发热问题。(2)本申请通过侧面泵浦光纤实现了腔内直接注入泵浦光，避免端泵光纤激光器在注入大量泵浦光过程必须经过光纤光栅的过程，降低了光纤光栅的压力，提高光纤激光器系统的安全性。(3)本申请通过侧面泵浦光纤搭建的激光器减少了整个激光器的焊点，减少光纤激光器的危险点，同时也降低了由于焊点太多带来的光束质量劣化的问题。(4)本申请通过侧面泵浦光纤搭建的激光器特别适合双向和全反向泵浦，提高了光纤激光器中的非线性效应阈值。反向注入或者双向注入能有效抑制震荡腔中产生的拉曼散射效应。(5)本申请结构实现的激光器比端面泵浦光纤集成的激光器焊点少，输出光路上焊点减少；本申请能防止反向激光泄露；当该结构存着激光泄露，侧面泵浦光纤耐受功率更高。(6)本申请中激光器通过独特的侧面泵浦光纤以及高反光栅、侧面泵浦光纤、低反输出光栅依次连接，形成单腔体结构的激光震荡腔实现抗高反。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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申请的某些实施例，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为本申请实施例提供的侧面泵浦的抗高反光纤激光器结构示意图；图2为本申请实施例提供的侧面泵浦光纤结构示意图；图3(a)、(b)是本技术一实施例提供的侧面泵浦光纤截面示意图；图4(a)、(b)是本技术又一实施例提供的侧面泵浦光纤截面示意图；图5(a)、(b)是本技术再一实施例提供的侧面泵浦光纤截面示意图。图标：1-指示红光2-LD泵浦源3-侧面泵浦光纤4-高反光栅5-低反输出光栅6-第二包层模式剥离器7-激光输出头8-侧面泵浦光纤中有源光纤输入端9-侧面泵浦光纤中有源光纤输出端10-侧面泵浦光纤中泵浦光纤输入端11-侧面泵浦光纤中泵浦光纤输出端12-一级涂覆层13-二级涂覆层。具体实施方式下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。本申请提供一种基于侧面泵浦技术的抗高反光纤激光器，应用于各个需要应用场景，例如；高反射率材料的切割焊接，如铜、不锈钢等材料。基于侧面泵浦技术的抗高反光纤激光器包括激光震荡腔和LD泵源：激光振荡器包括高反光栅、侧面泵浦光纤、低反输出光栅；所述高反光栅输出端与侧面泵浦光纤中有源光纤输入端连接；低反输出光栅输入端与侧面泵浦光纤中有源光纤输出端连接；LD泵浦源与侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输入端和/或侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输出端连接，激光震荡腔是单腔体结构。例如：指示红光通过高反光栅注入到激光器内部，贯穿整个激光器，经激光输出头输出。指示红光主要用于加工过程中方便人眼观察。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于侧面泵浦技术的抗高反光纤激光器，其特征在于，包括激光震荡腔和LD泵源：激光振荡器包括高反光栅、侧面泵浦光纤、低反输出光栅；所述高反光栅输出端与侧面泵浦光纤中有源光纤输入端连接；低反输出光栅输入端与侧面泵浦光纤中有源光纤输出端连接；LD泵浦源与侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输入端和/或侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输出端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于侧面泵浦技术的抗高反光纤激光器，其特征在于，包括激光震荡腔和LD泵源：激光振荡器包括高反光栅、侧面泵浦光纤、低反输出光栅；所述高反光栅输出端与侧面泵浦光纤中有源光纤输入端连接；低反输出光栅输入端与侧面泵浦光纤中有源光纤输出端连接；LD泵浦源与侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输入端和/或侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输出端连接。


2.根据权利要求1所述的抗高反光纤激光器，其特征在于，当所述LD泵浦源与侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输入端连接，用以达到多路泵源的正向注入；当所述LD泵浦源与侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输出端连接，用以达到多路泵源的反向注入；当所述LD泵浦源同时与侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输入端、侧面泵浦光纤中的泵浦光纤输出端连接时，用于实现侧面泵浦光纤双向注入。


3.根据权利要求1或2所述的抗高反光纤激光器，其特征在于，还包括设置所述高反光栅输入端的第一包层模式剥离器。


4.根据权利要求3所述的抗高反光纤激光器，其特征在于，还包括设置在低反输出光栅与激光输出头之间的第二包层模式剥离器。


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【专利技术属性】
技术研发人员：林傲祥，彭昆，俞娟，
申请(专利权)人：成都翱翔拓创光电科技合伙企业有限合伙，
类型：新型
国别省市：四川;51