一种光放大结构及其光纤激光器制造技术

本实用新型专利技术涉及光纤激光技术领域，具体涉及一种光放大结构及其光纤激光器；所述光放大结构包括第一泵浦组件、第一有源光纤以及第二泵浦组件，所述第一泵浦组件的输出端与有源光纤连接，所述第二泵浦组件的输入端与有源光纤连接；本实用新型专利技术通过设计一种采用了双向泵浦方式的光放大结构，有效平衡了有源光纤的热量分布，不仅提高了光放大结构的光‑光转化效率，还提高了激光系统的稳定性以及可靠性；通过设置模式匹配器，有效提高了种子激光的光束质量和光放大结构的光‑光转化效率；通过对模式匹配器的输入输出光纤进行限定，使得第二光纤光栅与第一泵浦合束器匹配，有效避免了种子激光泄漏以及光斑分化、畸变等隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种光放大结构及其光纤激光器
本技术涉及光纤激光
，具体涉及一种光放大结构及其光纤激光器。
技术介绍
光纤激光器是采用掺杂稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，具有转换效率高，光束质量好，结构简单，维护方便，高可靠性和长寿命等突出优点，在激光通讯，传感，医疗，科研，工业制造和国防安全等诸多领域中有着重要的应用；随着高亮度泵浦激光技术和包层泵浦技术不断突破，光纤激光器输出功率逐渐提升；在现有光纤激光技术中，受限于单谐振腔受激拉曼散射效应，热效应和模式不稳定效应等不良因素影响，以及谐振腔内各光学元器件承受激光功率有限，采用单谐振腔结构的光纤激光器功率输出水平较低，较难进一步提升，为了获得高光束质量和更高功率激光输出，常采用谐振腔和光放大结构的组合方式。因此，设计一种光放大结构及其光纤激光器对本领域来说是极为重要的。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种光放大结构及其光纤激光器，克服了现有技术中单谐振腔技术导致的激光输出功率低的缺陷。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种光放大结构，其优选方案在于：所述光放大结构包括用于光放大的第一泵浦组件、第一有源光纤以及用于光反向放大的第二泵浦组件，所述第一泵浦组件的输出端与有源光纤连接，所述第二泵浦组件的输入端与有源光纤连接。其中，较佳方案为：所述第一泵浦组件包括用于发射泵浦光的第一泵浦阵列以及用于合光的第一泵浦合束器，所述第二泵浦组件包括用于发射泵浦光的第二泵浦阵列以及用于合光的第二泵浦合束器。其中，较佳方案为：所述第一泵浦阵列和第二泵浦阵列均包括多个泵源，所述泵源功率为200-800W，且中心波长为915nm或者976nm。其中，较佳方案为：所述第一泵浦合束器和第二泵浦合束器均为18+1合束器或者6+1合束器。为解决现有技术存在的问题，本技术还提供一种光纤激光器，其优选方案在于：所述光纤激光器包括如上所述的光放大结构，所述光纤激光器还包括依次设置的第三泵浦组件、第一光纤光栅、第二有源光纤、第二光纤光栅、用于包层光剥离以净化激光的模式匹配器、模式剥离器以及激光输出头，所述光放大结构设置在模式匹配器和模式剥离器之间。其中，较佳方案为：所述第三泵浦组件包括用于发射泵浦光的第三泵浦阵列和用于合光的第三泵浦合束器。其中，较佳方案为：所述第三泵浦阵列包括多个泵源，所述泵源功率为200-800W，且中心波长为915nm或者976nm。其中，较佳方案为：所述第一光纤光栅为高反光栅，其中心波长为1080nm，反射率为99％-99.9％，且反射带宽为3-5nm。其中，较佳方案为：所述第二光纤光栅为低反光栅，其中心波长为1080nm，反射率为8％-12％，且反射带宽为2-4nm。其中，较佳方案为：所述模式匹配器的输入端光纤与第二光纤光栅的光纤相同，其输出端光纤与第一泵浦合束器的输入端光纤相同。本技术的有益效果在于，与现有技术相比，本技术通过设计一种采用了双向泵浦方式的光放大结构，有效的平衡了有源光纤的热量分布，其不仅提高了光放大结构的光-光转化效率，还提高了激光系统的稳定性以及可靠性；进一步地，通过设置模式匹配器，有效提高了种子激光的光束质量和光放大结构的光-光转化效率，以实现高光束质量和更高功率的激光输出；并且，通过对模式匹配器的输入输出光纤进行限定，使得第二光纤光栅与第一泵浦合束器匹配，有效避免了种子激光泄漏以及光斑分化、畸变等隐患。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术中的一种光放大结构的结构示意图一；图2是本技术中的一种光放大结构的结构示意图二；图3是本技术中的一种光纤激光器的结构示意图一；图4是本技术中的一种光纤激光器的结构示意图二。具体实施方式现结合附图，对本技术的较佳实施例作详细说明。如图1所示，本技术提供一种光放大结构的最佳实施例。一种光放大结构，参考图1，所述光放大结构包括用于光放大的第一泵浦组件11、第一有源光纤12以及用于光反向放大的第二泵浦组件13，所述第一泵浦组件11的输出端与有源光纤12连接，所述第二泵浦组件13的输入端与有源光纤12连接。具体的，所述第二泵浦组件作为放大级中反向泵浦，有利于提高具有该光放大结构的激光器的模式不稳定阈值，通过采用同时设置有用于光放大的第一泵浦组件以及用于光反向放大的第二泵浦组件的双向泵浦放大结构，其与传统的单向泵浦光放大结构相比，有效地平衡了第一有源光纤的热量分布，进而提高了放大结构的光-光转化效率，同时，也更有利于激光系统的稳定性和可靠性。进一步地，并参考图2，所述第一泵浦组件11包括用于发射泵浦光的第一泵浦阵列111以及用于合光的第一泵浦合束器112，所述第二泵浦组件13包括用于发射泵浦光的第二泵浦阵列131以及用于合光的第二泵浦合束器132。具体的，所述第一泵浦阵列和第二泵浦阵列均包括多个泵源，所述泵源功率为200-800W，且中心波长为915nm或者976nm；所述第一泵浦合束器和第二泵浦合束器均为18+1合束器或者6+1合束器。如图2所示，本技术还提供一种光纤激光器的最佳实施例。一种光纤激光器，参考图3，所述光纤激光器包括如上所述的光放大结构1，所述光纤激光器还包括依次设置的第三泵浦组件2、第一光纤光栅3、第二有源光纤4、第二光纤光栅5、用于包层光剥离以净化激光的模式匹配器6、模式剥离器7以及激光输出头8，所述光放大结构1设置在模式匹配器6和模式剥离器7之间。具体的，并参考图4，所述光纤激光器为高功率连续光纤激光器，具体为采用掺杂稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，具有转换效率高、光束质量好、结构简单、维护方便、高可靠性和长寿命等突出优点，在激光通讯、传感、医疗、科研、工业制造和国防安全等诸多领域中有着重要的应用；所述第三泵浦组件2包括用于发射泵浦光的第三泵浦阵列21和用于合光的第三泵浦合束器22；所述第三泵浦阵列21包括多个泵源，所述泵源功率为200-800W，且中心波长为915nm或者976nm。其中，需要说明的是，传统的激光器是将具有剥离功能的模式匹配器安置在激光器的输出端，用于优化激光输出光斑模式；而在本实施例中，是将模式匹配器应用在由第一光纤光栅3、第二有源光纤4以及第二光纤光栅5组成的谐振腔与放大器之间，主要起到净化种子激光模式、提高双向泵浦放大器光-光转化效率的作用。进一步地，所述第一光纤光栅3和第二光纤光栅5为谐振腔内的两个腔镜，该谐振腔提供100-1000W的种子激光，其腔长短，有利于提高种子激光的光束质量，其中，所述第一光纤光栅3为高反光栅，其中心波长为1080nm，反射率为99％-99.9％，且反射带宽为3-5nm；所述第二光纤光栅5为低反光栅，其中心波长为1080nm，反射率为8％-12％，且反射带宽为2-4nm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光放大结构，其特征在于：所述光放大结构包括用于光放大的第一泵浦组件、第一有源光纤以及用于光反向放大的第二泵浦组件，所述第一泵浦组件的输出端与有源光纤连接，所述第二泵浦组件的输入端与有源光纤连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种光放大结构，其特征在于：所述光放大结构包括用于光放大的第一泵浦组件、第一有源光纤以及用于光反向放大的第二泵浦组件，所述第一泵浦组件的输出端与有源光纤连接，所述第二泵浦组件的输入端与有源光纤连接。


2.根据权利要求1所述的光放大结构，其特征在于：所述第一泵浦组件包括用于发射泵浦光的第一泵浦阵列以及用于合光的第一泵浦合束器，所述第二泵浦组件包括用于发射泵浦光的第二泵浦阵列以及用于合光的第二泵浦合束器。


3.根据权利要求2所述的光放大结构，其特征在于：所述第一泵浦阵列和第二泵浦阵列均包括多个泵源，所述泵源功率为200-800W，且中心波长为915nm或者976nm。


4.根据权利要求2所述的光放大结构，其特征在于：所述第一泵浦合束器和第二泵浦合束器均为18+1合束器或者6+1合束器。


5.一种光纤激光器，其特征在于：所述光纤激光器包括如权利要求1-4任一所述的光放大结构，所述光纤激光器还包括依次设置的第三泵浦组件、第一光纤光栅、第二有源光纤、第二光纤光栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗浆，李军，朱华，王宇航，
申请(专利权)人：昂纳信息技术深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44