一种实用化端面激励双包层光纤激光器，属于光纤激光器技术领域，该激光器激励用的尾纤输出半导体激光器（８）通过尾纤与自聚焦透镜（１０）的入射端面（９）衔接；自聚焦透镜（１０）的出射端面（１１）与掺杂光纤（１２）连接；自聚焦透镜（１０）的入射端面（９）镀有对激励光高透过率的介质膜；自聚焦透镜（１０）的出射端面（１１）镀有对激励光高透过率的介质透膜以及加镀的对产生激光波长高反射率的介质膜，构成谐振腔镜。本实用新型专利技术利用自聚焦透镜可以实现端面成像的特点，使得激光谐振腔镜和光纤激光器的光学耦合系统结合为一体，既简化了光纤激光器的结构，且有利于提高激光器的整体防震性能。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种实用化端面激励双包层光纤激光器，属于光纤激光器结构
技术介绍
高功率光纤激光器，是相对于光纤通讯中作为载波的低功率光纤激光器而言(功率为mW级)，定位于机械加工、激光医疗、汽车制造和军事等行业的高强度光源。是世界各国竞相积极开发的新一代尖端激光器。和所有激光器相同，光纤激光器也分为激励系统、耦合系统、谐振腔、工作物质几个部分。传统的光纤激光器结构如图1所示为，半导体激光器激励源1(平行光输出或光纤输出)、耦合透镜组2、双色镜3、掺杂光纤4、输出镜5。由于半导体激光器输出的光束质量较差，单片传统透镜很难完成耦合功能，需要设计特殊的透镜组或非球面透镜来满足要求，透镜组由于元件多以致体积大、重量重，而非球面透镜的设计及加工成本较高；另外传统方案中还涉及双色镜、透镜组、光纤三者的对准问题，对加工和定位精度要求很高，不利于实用化。现今，光纤激光器技术比较先进的国家多采用光纤光栅加侧面光纤熔接的结构(如图2所示，图2是现有光纤光栅加侧面激励示意图，其中，6为绕圈的掺稀土离子光纤，7为光栅。箭头方向表示激光输出方向)。但由于特定波长的光纤光栅(如1100nm附近)模板昂贵，因而制作成本较高，而且侧面激励的光纤熔接技术尚处在探索阶段，而侧面耦合器同样存在价格昂贵的问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对透镜组加双色镜耦合系统体积大、调节难的不足；以及光纤光栅系统成本高的困难。提出利用现有较成熟的低成本技术的组合，有效简化结构、缩小器件尺寸，达到工作稳定、可靠性高、且成本低廉的光纤激光器实用化结构。一种实用化端面激励双包层光纤激光器，该激光器包括激励用的尾纤输出半导体激光器(8)、自聚焦透镜(10)、掺杂光纤(12)；自聚焦透镜(10)含有自聚焦透镜入射端面(9)、自聚焦透镜出射端面(11)；激励用的尾纤输出半导体激光器(8)通过尾纤与自聚焦透镜(10)的入射端面(9)衔接，自聚焦透镜(10)的出射端面(11)与掺杂光纤(12)连接，其特征在于，自聚焦透镜(10)的入射端面(9)镀有对激励光高透过率的介质膜； 自聚焦透镜(10)的出射端面(11)镀有对激励光高透过率的介质透膜以及加镀的对产生激光波长高反射率的介质膜，构成谐振腔镜。半导体激光器(8)作为激励源，掺杂光纤(12)为增益介质，自聚焦透镜(10)把半导体激光器(8)经尾纤输出的泵浦功率注入到掺杂光纤(12)中，同时自聚焦透镜(10)入射端面(9)对激励源激光高透，减少泵浦损失，自聚焦透镜(10)出射端面(11)起到激光器谐振腔镜的作用，在激励源的作用下，掺杂光纤(12)产生激光振荡。本技术将国内较成熟的自聚焦透镜和镀膜技术结合到光纤激光器结构中，解决了光纤激光器工程化中遇到的问题。根据梯度折射率材料理论，不同截距的自聚焦对入射光线会有程度不同的汇聚作用，通过选用相应截距的自聚焦透镜，可以使得半导体激光器的输入光经自聚焦透镜后，其聚焦光斑几乎在透镜的后端面，这是传统透镜无法做到的，并通过相应设计可以保证汇聚光斑参数和掺杂光纤参数相匹配。同时，在自聚焦透镜的一端镀上对激励光高透过率的单色膜层，作为激励端；另一端镀对激励光高透过率，对所产生激光高反射率的双色膜层，作为腔镜端。如需要加强对激励LD的保护，可以双端都镀双色膜。令掺杂光纤贴近自聚焦透镜后端面，这样后端面的高反射率膜层和光纤另一自由端的菲涅尔反射就构成了光纤激光器的谐振腔镜，从而使得耦合结构和谐振腔镜由一个光学元件完全解决。本技术利用自聚焦透镜可以实现端面成像的特点，使得激光谐振腔镜和光纤激光器的光学耦合系统结合为一体，简化了光纤激光器的结构，有利于提高激光器的整体防震性能。附图说明图1是传统光纤激光器的结构示意图。图2是现有光纤光栅加侧面激励示意图，其中，6为绕圈的掺稀土离子光纤，7为光栅。箭头方向表示激光输出方向。图3是本技术结构示意图。图4是本技术耦合和谐振腔部分示意图。具体实施方案下面结合图和实施方案来说明本技术。图3是本技术光纤激光器的结构示意图。其中，8为激励用的尾纤输出半导体激光器、9为自聚焦透镜入射端面、10为自聚焦透镜、11为自聚焦透镜出射端面、12为掺杂光纤。激励用的尾纤输出半导体激光器(8)通过尾纤与自聚焦透镜(10)的入射端面(9)衔接，自聚焦透镜(10)的出射端面(11)与掺杂光纤(12)连接。其自聚焦透镜(10)的入射端面(9)镀有对激励光高透过率的介质膜；自聚焦透镜(10)的出射端面(11)镀有对激励光高透过率的介质透膜以及加镀的对产生激光波长高反射率的介质膜，构成谐振腔镜。半导体激光器(8)作为激励源，掺杂光纤(12)为增益介质，自聚焦透镜(10)把半导体激光器(8)经尾纤输出的泵浦功率注入到掺杂光纤(12)中，同时自聚焦透镜(10)入射端面(9)对激励源激光高透，减少泵浦损失，自聚焦透镜(10)出射端面(11)起到激光器谐振腔镜的作用，在激励源的作用下，掺杂光纤(12)产生激光振荡。图中的椭圆圈，本领域常识，表示尾纤打了一个圈的意思。箭头表示产生的激光方向。一个实施方案激励源8选用尾纤输出中心波长在975nm的半导体激光器；输出纤直径400μm数值孔径0.22；和半导体激光器尾纤衔接的端面(9)，镀对975nm高透过率的介质膜；在和掺杂光纤衔接的端面(11)，镀975nm高透膜，同时加镀对1100nm波长高反射率介质膜，这个双色膜可以构成谐振腔镜；掺杂光纤选用400μm/0.37掺鐿光纤。在自聚焦透镜的激励端激励光和自聚焦透镜端面离开一定距离，以防止膜层划伤。通过选择合适截距的自聚焦透镜，使得光线经自聚焦透镜后，会聚光斑在自聚焦透镜后端面约0.3mm处，可在保证耦合效率及谐振腔结构的同时，防止双色膜的损伤。输出激光为1100nm波长激光。图4是本技术耦合和谐振腔部分光路示意图。图中放大示意了实用系统中自聚焦透镜的耦合光路，且同时显示了光纤和自聚焦透镜端面的位置情况。本技术简化了光纤激光器的结构，有利于提高激光器的整体防震性能。权利要求1.一种实用化端面激励双包层光纤激光器，该激光器包括激励用的尾纤输出半导体激光器(8)、自聚焦透镜(10)、掺杂光纤(12)；自聚焦透镜(10)含有自聚焦透镜入射端面(9)、自聚焦透镜出射端面(11)；激励用的尾纤输出半导体激光器(8)通过尾纤与自聚焦透镜(10)的入射端面(9)衔接，自聚焦透镜(10)的出射端面(11)与掺杂光纤(12)连接，其特征在于，自聚焦透镜(10)的入射端面(9)镀有对激励光高透过率的介质膜；自聚焦透镜(10)的出射端面(11)镀有对激励光高透过率的介质透膜以及加镀的对产生激光波长高反射率的介质膜。2.一种实用化端面激励双包层光纤激光器，该激光器包括激励用的尾纤输出半导体激光器(8)、自聚焦透镜(10)、掺杂光纤(12)；自聚焦透镜(10)含有自聚焦透镜入射端面(9)、自聚焦透镜出射端面(11)；激励用的尾纤输出半导体激光器(8)通过尾纤与自聚焦透镜(10)的入射端面(9)衔接，自聚焦透镜(10)的出射端面(11)与掺杂光纤(12)连接，其特征在于，自聚焦透镜(10)的入射端面(9)和出射端面(11)都镀有对激励光高透过率的介质透膜以及加镀的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种实用化端面激励双包层光纤激光器，该激光器包括：激励用的尾纤输出半导体激光器（８）、自聚焦透镜（１０）、掺杂光纤（１２）；自聚焦透镜（１０）含有自聚焦透镜入射端面（９）、自聚焦透镜出射端面（１１）；激励用的尾纤输出半导体激光器（８）通过尾纤与自聚焦透镜（１０）的入射端面（９）衔接，自聚焦透镜（１０）的出射端面（１１）与掺杂光纤（１２）连接，其特征在于，自聚焦透镜（１０）的入射端面（９）镀有对激励光高透过率的介质膜；自聚焦透镜（１０）的出射端面（１１）镀有对激 励光高透过率的介质透膜以及加镀的对产生激光波长高反射率的介质膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：巩马理，戴明，闫平，柳强，陈刚，李晨，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]
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