一种1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种1.55微米单模Er

【技术实现步骤摘要】
一种1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器


[0001]本技术属于激光
，尤其涉及的是一种1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器。

技术介绍

[0002]光纤激光器具有光束质量好，重量轻，低维护，加工精度高，寿命长，省能源，可以智能化，自动化，柔性好等易于实现商业化等纯天然优势，成为许多领域研究的热点。其中，1.55μm波段激光以其“人眼安全”和在光纤及大气中的低损耗特性，广泛用于光纤通信、激光雷达、卫星遥感和精密测量等领域。随着970nm InGaAs激光二极管和双包层Er-Yb共掺增益光纤的出现以及其工艺不断提高，所获得的1.55μm波段激光输出功率也越来越高，而高功率1.55μm波段光纤激光器凭借其在生物医疗、材料加工、气体检测等方面的广泛应用，成为科研工作者研究的热点领域。
[0003]目前，实现1.55μm高功率光纤激光器的方案主要有三种：第一种为拉曼光纤激光器，通过高功率级联多次拉曼频移获得1.55μm波段输出，该方式系统复杂，成本昂贵；第二种为掺铒光纤激光器，在采用976nm半导体泵浦源，通常采用超大芯径掺铒光纤实现1.55μm波段的高功率激光输出，但由于超大芯径不可避免使得激光光束质量较差，并且单掺Er
3+
由于浓度猝灭效应限制了掺杂浓度，导致泵浦转换效率的低下，限制其更高的功率输出；第三种为铒镱共掺光纤激光器，采用包层泵浦Er-Yb共掺光纤，能够在～1.55μm区域产生高功率激光输出，但现有铒镱共掺光纤激光器都是采用大模域增益光纤来实现，大模域增益光纤包括数十个甚至数百个模态，大大降低了输出激光束的质量。此外，许多高功率激光器包括若干自由空间光学元件，增加了系统的复杂性，从而增加了维护成本。
[0004]因此，现有技术有待于进一步的改进。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术中的不足之处，本技术的目的在于提供一种1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，克服现有实现1.55μm高功率光纤激光器中，拉曼光纤激光器系统复杂，成本昂贵；掺铒光纤激光器激光光束质量较差，泵浦转换效率低；铒镱共掺光纤激光器采用大模域增益光纤，输出激光束的质量差，系统复杂，维护成本高的缺陷。
[0006]本技术所公开的实施例为一种1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，其中，包括第一泵浦激光器、第二泵浦激光器、合束器、第一光纤布拉格光栅、第二光纤布拉格光栅、Er-Yb共掺型增益光纤、第一单模光纤、第二单模光纤以及第一耦合输出镜；其中，
[0007]所述第一泵浦激光器用于产生第一泵浦光；
[0008]所述第二泵浦激光器用于产生第二泵浦光；
[0009]所述第一光纤布拉格光栅与所述第二光纤布拉格光栅形成光学谐振腔，所述Er-Yb共掺型增益光纤位于所述光学谐振腔内；
[0010]所述第一单模光纤和所述第二单模光纤分别熔接于所述Er-Yb共掺型增益光纤两
端,用于保持所述光学谐振腔的单模状态；
[0011]所述第一泵浦光和所述第二泵浦光经过所述合束器合束后，耦合进入所述Er-Yb共掺型增益光纤中，在所述光学谐振腔中振荡形成1.55μm激光并由所述第一耦合输出镜输出。
[0012]所述的1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，其中，所述第一泵浦激光器和所述第二泵浦激光器输出的第一泵浦光和第二泵浦光的波长为976nm
±
2nm。
[0013]所述的1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，其中，所述合束器的工作波长为976nm
±
0.5nm和1545nm
±
0.5nm；所述合束器的损坏阈值为30W以上。
[0014]所述的1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，其中，所述第一光纤布拉格光栅的带宽为0.3nm～0.5nm；所述第一光纤布拉格光栅对1545nm
±
0.5nm的激光反射率大于99.5％。
[0015]所述的1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，其中，所述第二光纤布拉格光栅的带宽为0.5nm～0.7nm；所述第二光纤布拉格光栅对1545nm
±
0.5nm的激光透射率大于10％。
[0016]所述的1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，其中，所述Er-Yb共掺型增益光纤为双包层多模光纤；所述Er-Yb共掺型增益光纤的长度为1.5m～2m。
[0017]所述的1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，其中，还包括第三单模光纤；所述第三单模光纤设置于所述第二光纤布拉格光栅与所述第一耦合输出镜之间。
[0018]所述的1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，其中，还包括第二耦合输出镜；所述第二耦合输出镜用于对所述第一光纤布拉格光栅透射的激光束进行接收和输出。
[0019]有益效果，本技术提供了一种1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，通过第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅构成1.55μm激光器的光学谐振腔，在振荡过程中通过熔接在Er-Yb共掺型增益光纤两端的第一单模光纤和第二单模光纤过滤高阶模，保持谐振腔单模状态，输出激光质量高且稳定，转换效率高，成本低，易操作，适合获得高功率单模1.55μm激光输出，易于实现商业化。
附图说明
[0020]图1是本技术实施例中提供的一种1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器的结构示意图。
具体实施方式
[0021]为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0022]现有1.55μm高功率光纤激光器主要有三种：第一种为拉曼光纤激光器，通过高功率级联多次拉曼频移获得1.55μm波段输出，该方式系统复杂，成本昂贵；第二种为掺铒光纤激光器，通常采用超大芯径掺铒光纤实现1.55μm波段的高功率激光输出，但由于超大芯径不可避免使得激光光束质量较差，并且单掺Er
3+
由于浓度猝灭效应限制了掺杂浓度，导致泵浦转换效率的低下，限制其更高的功率输出；第三种为铒镱共掺光纤激光器，采用大模域增
益光纤来实现，大模域增益光纤包括数十个甚至数百个模态，大大降低了输出激光束的质量。此外，许多高功率激光器包括若干自由空间光学元件，增加了系统的复杂性，从而增加了维护成本。为了解决上述问题，本技术提供了一种1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，如图1所示。本技术的全光纤激光器包括：第一泵浦激光器11、第二泵浦激光器12、合束器13、第一光纤布拉格光栅14、第二光纤布拉格光栅15、Er-Yb共掺型增益光纤16、第一单模光纤17、第二单模光纤18以及第一耦合输出镜19。其中，所述第一泵浦激光器11用于产生第一泵浦光；所述第二泵浦激光器12用于产生第二泵浦光；所述第一光纤布拉格光栅14本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，其特征在于，包括第一泵浦激光器、第二泵浦激光器、合束器、第一光纤布拉格光栅、第二光纤布拉格光栅、Er-Yb共掺型增益光纤、第一单模光纤、第二单模光纤以及第一耦合输出镜；其中，所述第一泵浦激光器用于产生第一泵浦光；所述第二泵浦激光器用于产生第二泵浦光；所述第一光纤布拉格光栅与所述第二光纤布拉格光栅形成光学谐振腔，所述Er-Yb共掺型增益光纤位于所述光学谐振腔内；所述第一单模光纤和所述第二单模光纤分别熔接于所述Er-Yb共掺型增益光纤两端,用于保持所述光学谐振腔的单模状态；所述第一泵浦光和所述第二泵浦光经过所述合束器合束后，耦合进入所述Er-Yb共掺型增益光纤中，在所述光学谐振腔中振荡形成1.55μm激光并由所述第一耦合输出镜输出。2.根据权利要求1所述的1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，其特征在于，所述第一泵浦激光器和所述第二泵浦激光器输出的第一泵浦光和第二泵浦光的波长为976nm
±
2nm。3.根据权利要求2所述的1.55微米单模Er-Yb共掺型全光纤激光器，其特征在于，所述合束器的工作波长为976nm
±
0.5nm和1545nm
±...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳东，周垚，雷华磊，黄茂林，陈志豪，刘军，陈宇，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：