光纤激光组束激光器制造技术

一种光纤激光组束激光器，包括多根双包层光纤，每根双包层光纤的一端各连接一个泵浦激光器，所述的多根双包层光纤的另一端去除外包层后，线阵地紧密排列在光纤夹具内形成一平整的光纤阵列输出端面并置于一谐振腔盒内一端，谐振腔盒的另一端设置一平凸透镜，该平凸透镜的凸面镀增透膜，而平面镀半透明反射膜朝该谐振腔盒之外，所述的光纤阵列输出端面到半透明反射膜的距离为Ｄ，所述的光纤阵列输出端面的纤芯之间的距离为ｄ，所述的平凸透镜的焦距为Ｆ，则Ｄ和ｄ满足下列关系式：ｄ↑［２］＝（λ／２）Ｆ和Ｄ＝Ｆ／２。本实用新型专利技术具有结构简单，系统稳定实用，便于多根光纤激光的相干组束，产生高功率相干输出。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤激光器，特别是一种光纤激光组束激光器。
技术介绍
对于激光束的相干组合的各种技术中，利用外腔进行相干组束是一种非常有用技术。在先技术中，所设计的外腔带有空间滤波器，需要两个透镜和单独的半透明反射镜，参见在先技术，这种外腔能将光纤阵列的输出激光进行相干耦合，但光路复杂，所有光学元件之间的距离需要严格控制，整个系统的稳定性不高，实现起来较困难，另外，由于光束在谐振腔中往返时多次经过各个元件的表面，光能损失较大，不利于整个系统功率的提高。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述在先技术的不足，提供一种光纤激光组束激光器，以简化结构，提高该系统的稳定性、紧凑性和输出功率。本技术技术解决方案是一种光纤激光组束激光器，包括多根双包层光纤，每根双包层光纤一端各连接一个泵浦激光器，其特征在于所述的多根双包层光纤的另一端去除外包层，线阵地紧密排列在一光纤夹具内形成一平整的光纤阵列输出端面，并置于一谐振腔盒内一端，谐振腔盒的另一端设置一平凸透镜，该平凸透镜的凸面镀增透膜，而平面镀半透明反射膜并朝向该谐振腔盒之外，所述的光纤阵列输出端面到半透明反射膜的距离为D，所述的光纤阵列输出端面的纤芯之间的距离为d，所述的平凸透镜的焦距为F，则D和d应满足下列关系式d2=λ2F]]>和D=F2.]]> 所述的双包层光纤的内包层横截面外形是双U闭合形、或是矩形，或是正方形。所述的泵浦激光器为半导体激光二极管。由光纤输出端面输出的激光阵列，经谐振腔往返一周再次到达光纤输出端面时正好完成一次傅里叶变换，实现了各个光纤激光相互间的耦合，最后由平凸透镜平面半透明反射膜输出相干合成的激光，从而实现光线激光光束的组束。本技术的光路非常简单，光学元件大大减少，无须另外用单独的空间滤波器，并且可用于大量的光纤激光束的组束，产生高功率激光。以下结合附图与实施例对本技术作进一步的说明。附图说明图1为本技术用于光纤激光组束激光器结构示意图。图2为本技术中光纤输出端面图。图3为平凸透镜剖面图。具体实施方式先请参阅图1，图1为本技术用于光纤激光组束激光器结构示意图。由图可见，本技术光纤激光组束激光器，其构成包括多根双包层光纤2，每根双包层光纤2的一端各连接一个泵浦激光器1，其特征在于所述的多根双包层光纤2的另一端21去除外包层后，线阵地紧密排列在光纤夹具3内形成一平整的光纤阵列输出端面22并置于一谐振腔盒5内一端，谐振腔盒5的另一端设置一平凸透镜4，该平凸透镜4的凸面镀增透膜41，而平面镀半透明反射膜42朝该谐振腔盒5之外，所述的光纤阵列输出端面22和平凸透镜4的半透明反射膜42之间形成谐振腔，所述的光纤阵列输出端面22到半透明反射膜42的距离为D，所述的光纤阵列输出端面22的纤芯24之间的距离为d，所述的平凸透镜4的焦距为F，则D和d满足下列关系式d2=λ2F]]>和D=F2.]]>本实施例中所述的双包层光纤2的内包层23横截面外形是双U闭合形，如图2所示，所述的泵浦激光器(1)为半导体激光二极管。其工作过程如下由半导体激光器1发出泵浦光进入双包层光纤2，在掺杂纤芯24中产生的激光经光纤输出端面22输出，输出的阵列激光投射到平凸透镜4，然后由半透明反射膜42反射成为反馈，再次经平凸透镜4后到达光纤输出端面22正好完成一次傅里叶变换，实现不同光纤中激光的相干耦合，从而整个系统的输出就能得到相干输出。下面是一个具体的实施例用三个半导体激光器和三根双包层光纤，其长度为25m，构成光纤激光器。这三个光纤激光器产生的激光中心波长均为1080nm有10nm左右的细微波动，所以我们将整个系统的工作激光波长设计为1080nm，光纤夹具长为2cm，所以我们去除三根双包层光纤前端2cm长度的外包层，双包层光纤内包层横截面的双U闭合形，两平行直线间的距离为350μm，纤芯在内包层正中间，直径10μm，按照图2所示将三根光纤放入光纤夹具3线阵紧密排列好后固定，相邻纤芯24间的距离为350μm，并且三根光纤的末端磨平均处于一个平面，这个平面就是光纤输出端面22。根据公式d2=λ2F,]]>我们设计了针对工作波长为1080nm的平凸透镜，焦距F＝22.685cm，腔长D＝11.3425cm，然后在平凸透镜的凸面上镀匹配λ＝1080nm的增透膜，在平凸透镜的平面上镀针对λ＝1080nm的半透明反射膜，其透过率为40％。将光纤输出端22和平凸透镜按图1所示调节光路，使光线输出端面22到平凸透镜平面的距离D＝11.3425cm，同时光纤输出端中间纤芯24与平凸透镜的中心光轴在一条直线上。这样整个系统工作时，就能输出波长为1080nm的相干激光了。综上所述，本技术通过把去除了外包层的双包层光纤2前端平行紧密排列形成的输出端22与平凸透镜4构成了一谐振腔，使由光纤输出端22输出的阵列激光经过谐振腔往返一次刚好完成了一次傅里叶变换，实现了相干耦合。在本技术中避免了单独使用空间滤波器，所用光学器件少，光路简单从而提高了系统的稳定性。综上所述，本技术具有结构简单，系统稳定实用，便于多根光纤激光的相干组束，高功率激光相干输出的特点。权利要求1.一种光纤激光组束激光器，包括多根双包层光纤(2)，每根双包层光纤(2)的一端各连接一个泵浦激光器(1)，其特征在于所述的多根双包层光纤(2)的另一端(21)去除外包层后，线阵地紧密排列在光纤夹具(3)内形成一平整的光纤阵列输出端面(22)，并置于一谐振腔盒(5)内一端，谐振腔盒(5)的另一端设置一平凸透镜(4)，该平凸透镜(4)的凸面镀增透膜(41)，而平面镀半透明反射膜(42)朝该谐振腔盒(5)之外，所述的光纤阵列输出端面(22)到半透明反射膜(42)的距离为D，所述的光纤阵列输出端面(22)的纤芯(24)之间的距离为d，所述的平凸透镜(4)的焦距为F，则D和d满足下列关系式d2=λ2F]]>和D=F2.]]>2.根据权利要求1所述的光纤激光组束激光器，其特征在于所述的双包层光纤(2)的内包层(23)横截面外形是双U闭合形、或是矩形，或是正方形。3.根据权利要求1所述的光纤激光组束激光器，其特征在于所述的泵浦激光器(1)为半导体激光二极管。专利摘要一种光纤激光组束激光器，包括多根双包层光纤，每根双包层光纤的一端各连接一个泵浦激光器，所述的多根双包层光纤的另一端去除外包层后，线阵地紧密排列在光纤夹具内形成一平整的光纤阵列输出端面并置于一谐振腔盒内一端，谐振腔盒的另一端设置一平凸透镜，该平凸透镜的凸面镀增透膜，而平面镀半透明反射膜朝该谐振腔盒之外，所述的光纤阵列输出端面到半透明反射膜的距离为D，所述的光纤阵列输出端面的纤芯之间的距离为d，所述的平凸透镜的焦距为F，则D和d满足下列关系式d文档编号H01S3/06GK2770165SQ200520039130公开日2006年4月5日 申请日期2005年1月20日 优先权日2005年1月20日专利技术者楼祺洪, 何兵, 周军, 叶震寰, 陈慧挺, 孔令峰 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤激光组束激光器，包括多根双包层光纤（２），每根双包层光纤（２）的一端各连接一个泵浦激光器（１），其特征在于所述的多根双包层光纤（２）的另一端（２１）去除外包层后，线阵地紧密排列在光纤夹具（３）内形成一平整的光纤阵列输出端面（２２），并置于一谐振腔盒（５）内一端，谐振腔盒（５）的另一端设置一平凸透镜（４），该平凸透镜（４）的凸面镀增透膜（４１），而平面镀半透明反射膜（４２）朝该谐振腔盒（５）之外，所述的光纤阵列输出端面（２２）到半透明反射膜（４２）的距离为Ｄ，所述的光纤阵列输出端面（２２）的纤芯（２４）之间的距离为ｄ，所述的平凸透镜（４）的焦距为Ｆ，则Ｄ和ｄ满足下列关系式：ｄ↑［２］＝λ／２Ｆ和Ｄ＝Ｆ／２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：楼祺洪，何兵，周军，叶震寰，陈慧挺，孔令峰，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]