一种振荡放大一体化光纤激光器制造技术

本实用新型专利技术提出一种振荡放大一体化光纤激光器，包括振荡单元与放大单元，振荡单元与放大单元连接，振荡单元的第一泵浦源与第一前向泵浦信号合束器的泵浦输入光纤一端连接，第一前向泵浦信号合束器的另一端与高反射率光纤光栅、第一增益光纤、输出耦合光纤光栅依次连接；放大单元的后向泵浦信号合束器的泵浦输入光纤一端分别与第二泵浦源和包层光滤除器连接，包层光滤除器与光纤端帽连接，后向泵浦信号合束器的另一端与第二增益光纤连接。本实用新型专利技术不仅光光转化效率可观，且结构较为简单，控制逻辑特性、抗反射回光能力强，应用领域广泛。广泛。广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种振荡放大一体化光纤激光器


[0001]本技术属于光纤激光器领域，尤其涉及一种振荡放大一体化光纤激光器。

技术介绍

[0002]常规的全光纤激光器主要包括光纤激光振荡器和光纤激光放大器两种结构，两种结构的光纤激光器都具有实现高功率光纤激光输出的潜力，且两种结构具有不同的优势。常规的光纤激光振荡器主要包括由光纤光栅、增益光纤组成的谐振腔和泵浦源。光纤激光振荡器结构简单，具有较好的抗反射回光能力，在切割具有高反射率的材料时优势明显。但是在谐振腔的输出端，因为输出耦合光纤光栅的存在，部分信号光反射回谐振腔内，使得激光器的效率低于常规的光纤激光放大器。相比较之下，光纤激光放大器具有更高的效率，有着更加可观的功率提升能力。常规的光纤激光放大器主要包括一个种子激光器和一个放大级，种子激光器与放大级之间通常有着光纤隔离器、包层光滤除器等器件。光纤激光放大器对于反射回光较为敏感，在对于具有高反射率的材料的处理上，存在较大的劣势。此外，光纤激光放大器的控制逻辑问题严重影响着激光器的安全性。即当我们开启激光器时，必须先开启激光器的种子激光器，再开启放大级的泵浦源；在关闭激光器时，必须先关闭激光器的放大级的泵浦源再关闭种子激光器。一旦顺序出错，将会在放大级的增益光纤中由于ASE产生自激振荡，导致放大级的增益光纤烧毁。所以在已有的光纤激光器结构中，常规的光纤激光振荡器结构简单，控制逻辑特性良好，抗反射回光能力强，但是激光器的效率不够理想，工业应用受到一定限制；常规的光纤激光放大器光光转化效率可观，但是结构较为复杂，控制逻辑特性、抗反射回光能力较差，应用领域同样受限。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本技术提出一种振荡放大一体化光纤激光器，包括振荡单元(1)与放大单元(2)，所述振荡单元(1)与所述放大单元(2)连接，
[0004]所述振荡单元(1)包括依次连接的，第一前向泵浦信号合束器(14)、高反射率光纤光栅(12)、第一增益光纤(11)、输出耦合光纤光栅(15)和第一泵浦源(13)；
[0005]所述放大单元(2)包括依次连接的，第二增益光纤(21)、后向泵浦信号合束器(22)、第二泵浦源(23)、包层光滤除器(24)、光纤端帽(25)；
[0006]所述第一泵浦源(13)的光输出端子与第一前向泵浦信号合束器(14)的泵浦输入光纤一端连接，所述第一前向泵浦信号合束器(14)的另一端与所述高反射率光纤光栅(12)一端连接；
[0007]所述第二泵浦源(23)的光输出端子所述后向泵浦信号合束器(22)的泵浦输入光纤连接，。
[0008]进一步的，所述振荡单元(1)的输出耦合光纤光栅(15)与所述放大单元(2)的第二增益光纤(21)一端直接连接。
[0009]进一步的，所述第一增益光纤(11)和所述第二增益光纤(21)为纤芯掺稀土粒子的
单包层或具有至少二个包层的多包层增益光纤。
[0010]进一步的，多包层增益光纤包括三包层光纤和具有特殊包层的多包层光纤。
[0011]进一步的，所述第一增益光纤(11)和所述第二增益光纤(21)是纵向尺寸渐变光纤或大间距光纤、限制掺杂光纤进行横向结构优化的光纤，纤芯、包层的几何形态以任意几何形状搭配选择。
[0012]进一步的，所述纵向尺寸渐变光纤是芯层为锥形的锥形光纤；所述限制掺杂光纤是指对光纤的纤芯、包层的几何形状做出搭配选择的横向结构优化光纤。
[0013]进一步的，所述第一泵浦源(13)和所述第二泵浦源(23)采用光纤耦合半导体激光器或输出波长比激光器工作波长更短的高亮度光纤激光器。
[0014]进一步的，所述第一前向泵浦信号合束器(14)和后向泵浦信号合束器(22)结构相同，所述合束器包括：一个信号输入臂和一个信号输出臂和以及多个泵浦光输入臂；
[0015]进一步的，所述第一前向泵浦信号合束器(14)的信号输入臂切割成8
°
斜角，不与任何器件连接；。
[0016]进一步的，所述包层光滤除器(24)的输入光纤的几何尺寸与所述后向泵浦信号合束器(22)的所述信号输出臂光纤的纤芯尺寸一致。
[0017]进一步的，所述放大单元(2)还包括第二前向泵浦信号合束器(26)和第三泵浦源(27)作为放大单元的前向泵浦源；所述第二前向泵浦信号合束器(26)的信号输入光纤与所述振荡单元(1)的输出耦合光纤光栅(15)的传能光纤端直接连接，第三泵浦源(27)的光输出端与第二前向泵浦信号合束器(26)的泵浦输入光纤连接。
[0018]进一步的，所述振荡单元(1)和放大单元(2)之间连接拉曼光栅(3)，所述拉曼光栅所采用的光纤尺寸与输出耦合光纤光栅(15)的光纤尺寸匹配。
[0019]可见，本技术提出的方案，振荡单元和放大单元之间能够实现泵浦共享，不论先开启哪一个泵浦源都能够得到稳定的输出信号，能够避免常规光纤激光放大器中由于ASE产生自激振荡而烧毁增益光纤的情况。激光器具有与常规光纤激光振荡器类似的良好的控制逻辑，具有很高的安全性。振荡单元能够承受高功率，在对于具有高反射率的材料的处理时更有优势。激光器的振荡单元产生的信号光经过激光器的放大单元之后，得到的高功率信号光直接从放大单元的输出端输出，不存在常规的光纤激光振荡器中的输出耦合光纤光栅的部分反射损耗，能够实现与常规光纤激光放大器相当的光光转化效率。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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的附图。
[0021]图1是本技术实施例的一种振荡放大一体化高可靠性光纤激光器示意图；
[0022]图2是本技术实施例的一种双端泵浦放大单元的振荡放大一体化高可靠性光纤激光器示意图；
[0023]图3是本技术实施例的一种基于拉曼光栅的振荡放大一体化高可靠性光纤激光器示意图；
[0024]图4是本技术实施例的一种基于拉曼光栅的双端泵浦放大单元的振荡放大一体化高可靠性光纤激光器示意图。
具体实施方式
[0025]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，所描述的实施例只是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
[0026]实施例1：
[0027]如图1所示，本技术提供了一种振荡放大一体化光纤激光器，包括：振荡单元1与放大单元2，所述振荡单元1与所述放大单元2连接，所述振荡单元1包括，第一增益光纤11、高反射率光纤光栅12、输出耦合光纤光栅15、第一泵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种振荡放大一体化光纤激光器，其特征在于，包括振荡单元(1)与放大单元(2)，所述振荡单元(1)与所述放大单元(2)连接，所述振荡单元(1)包括依次连接的第一泵浦源(13)、第一前向泵浦信号合束器(14)、高反射率光纤光栅(12)、第一增益光纤(11)和输出耦合光纤光栅(15)；所述放大单元(2)包括依次连接的第二增益光纤(21)、后向泵浦信号合束器(22)、第二泵浦源(23)、包层光滤除器(24)和光纤端帽(25)；所述第一泵浦源(13)的光输出端子与第一前向泵浦信号合束器(14)的泵浦输入光纤一端连接，所述第一前向泵浦信号合束器(14)的另一端与所述高反射率光纤光栅(12)一端连接；所述第二泵浦源(23)的光输出端子与所述后向泵浦信号合束器(22)的泵浦输入光纤连接。2.根据权利要求1所述的一种振荡放大一体化光纤激光器，其特征在于，所述振荡单元(1)的输出耦合光纤光栅(15)与所述放大单元(2)的第二增益光纤(21)一端直接连接。3.根据权利要求1所述的一种振荡放大一体化光纤激光器，其特征在于，所述第一增益光纤(11)和所述第二增益光纤(21)为纤芯掺稀土粒子的单包层或具有至少二个包层的多包层增益光纤。4.根据权利要求3所述的一种振荡放大一体化光纤激光器，其特征在于，所述第一增益光纤(11)和所述第二增益光纤(21)是纵向尺寸渐变光纤或大间距光纤、限制掺杂光纤进行横向结构优化的光纤，纤芯、包层的几何形态以任意几何形状搭配选择。5.根据权利要求1所述的一种振荡放大一体化光纤激光器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小林，曾令筏，奚小明，张汉伟，杨保来，王鹏，宁禹，习锋杰，王泽锋，许晓军，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：