用于大功率脉冲光纤激光器的声光调制器制造技术

本实用新型专利技术涉及用于大功率脉冲光纤激光器的声光调制器，包括输入尾纤、准直透镜、声光器件、聚焦透镜和输出尾纤，输入尾纤与水平面成３．７°放置，输出尾纤与水平面成０°或３．７°放置，输入尾纤和准直透镜安装在一起成输入光纤准直器，输出尾纤和聚焦透镜安装在一起成输出光纤准直器，然后将输入、输出光纤准直器与声光器件装配为一个整体；可以在声光器件与输出光纤准直器之间放置窄带滤波器，还可以将输入光纤准直器、输出光纤准直器合并成一起成光纤准直器，增加一个窄带高反射镜。本实用新型专利技术有效提高了激光系统的机械稳定性，能有效抑制掺杂光纤内的非线性效应，并通过在不同元件上镀膜的方法来实现大功率、窄谱线的脉冲激光输出。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于大功率脉冲光纤激光器的声光调制器。
技术介绍
调Q双包层光纤激光器由于价才各低廉、结构紧凑、效率高、线宽窄、波 长可调谐等众多的优点，在很多领域如遥感、测距、医疗、军事、工业加 工、非线性光学应用等有着广泛应用。目前通过双包层光纤获得大功率脉冲普遍使用的方法是主振荡器提供 "种子"脉冲，然后注入到双包层光纤放大(M0PA)来获得，种子振荡器 (M0)常釆用锁模激光器或传统调Q的固体激光器。 一种更为简单的方法是直接在双包层光纤激光腔内插入调Q器 件，来获得高峰值功率，高能量的激光脉沖。 上述两种方法虽均能获得大功率的脉冲激光输出，但不易实现激光器的全光 纤化。为实现光纤激光器的全光纤化， 一种方法是在MOPA结构中，采用调制半 导体激光器作为MO,即多级光纤放大结构。这一方法的弊端在于种子源输出功率小，需由多级 放大来达到所需的功率，且每级放大前需有光纤隔离器，容易在光纤内产生 非线性效应，限制了其输出功率的进一步提升，且成本较高。另一种方法是 在双包层光纤激光腔内插入带尾纤的调Q器件，这一方法也实现了激光器的 全光纤化，使激光器的结构更为紧凑，但其在大功率时易带来腔内产生自激 振荡的新问题，也限制了激光器功率的进一步提升。
技术实现思路
本技术的目的为克服现有技术存在的上述问题，而提供用于大功率 脉冲光纤激光器的声光调制器，本技术的声光调制器带尾纤输入和输 出，能方便地实现光纤激光器的全光纤化。对尾纤端面进行相应处理，能抑 制掺杂光纤内的自激振荡，从而实现大功率的脉冲激光输出，并通过在不同 元件上镀膜的方法来实现窄光谱的激光输出。本技术的用于大功率脉冲光纤激光器的声光调制器，结构如图1、 图2和图3所示。用于大功率脉冲光纤的声光调制器，包括输入尾纤101、准直透镜102、 声光器件103、聚焦透镜104和输出尾纤105，输入尾纤101与水平面成3. 7 °放置，输出尾纤105与水平面成0°放置，输入尾纤101和准直透镜102安装在一起构成输入光纤准直器，输出尾纤105和聚焦透镜104安装在一起构成输出光纤准直器，然后将输入光纤准直器、输出光纤准直器与声光器件103装配为一个整体100,输入尾纤101和输出尾纤105，其端部均熔有光纤 端帽并各自磨成斜8。平面，且在输入尾纤101的斜8°平面镀宽带增透膜， 而在输出尾纤105的斜8°的平面上镀窄带透射膜。如图1所示。本技术另一种结构的的声光调制器如图2所示，输入尾纤101与水 平面成3. 7°放置，输入尾纤101和准直透镜102安装在一起构成输入光纤 准直器，输入尾纤101端部均熔有光纤端帽并各自磨成斜8。平面并在斜8。 平面镀宽带增透膜，在声光器件103与输出尾纤105和聚焦透镜104构成的 输出光纤准直器之间放置一窄带滤波器106，且输出尾纤105与水平面成3. 7 。放置，输出尾纤105的斜8。平面上镀宽带增透膜，声光器件103和窄带 滤波器106安装在一起，且窄带滤波器106与声光器件103的一级衍射方向 成相应的角度放置，使窄带滤波器106对所设定的波长具有最大的透过率， 且又不能反射其它波长光返回声光器件103进入输入光纤准直器，然后将输 入光纤准直器、输出光纤准直器与声光器件103和窄带滤波器106装配为一 个整体100。本技术又一种结构的的声光调制器如图3所示，将输入尾纤、输出 尾纤合并为尾纤301，去掉聚焦透镜104,增加一个窄带高反射镜107,尾纤 301与水平面成3. 7°放置，并与准直透镜102安装在一起构成光纤准直器， 尾纤301端部熔有光纤端帽并磨成8°斜面，且斜面镀有宽带增透膜，声光 器件103和窄带高反射镜107安装在一起，且窄带高反射镜107与经过声光 器件103的一级衍射光方向垂直，然后将两部分装配为一个整体100。本技术的三种声光调制器内部免调节，大大提高了整个系统的机械 稳定性。所述的输出尾纤105的8度倾角面上镀1064 士0. 5nm增透膜，仅对掺Yb 光纤激光器而言，可根据掺杂光纤的工作波长来选择相应波长的增透膜，增 透膜对1064 ±0. 5nm激光高透，保证该波长激光在腔内形成振荡输出，而倾 斜面对其余波长的光具有较大的反射损耗，从而压窄激光器输出谱线的宽 度。所述的窄带滤波器106与声光调制器103成一定角度放置，表面镀窄带 透射膜，可根据增益光纤的工作波长来选择相应波长的窄带透射膜，如对掺 Yb光纤激光器，镀1064 ±0. 5nm窄带透射膜，保证所设定波长激光在腔内形 成振荡输出，而倾斜面对其余波长的光具有较大的反射损耗，从而压窄激光 器输出谱线的宽度。所述的窄带高反射镜107表面镀窄带高反膜，可根据增益光纤的工作波长来选择相应波长的窄带高反膜，如对掺Yb光纤激光器而言，镀1064 士 0. 5nm窄带高反膜，垂直于声光器件的一级衍射方向放置，保证所设定波长 激光在腔内形成振荡输出，而其余波长的光具有较大的透射损耗，从而压窄 激光器输出谱线的宽度。本技术是带尾纤输入和输出、易实现全光纤化光纤激光器的声光调 制器，有效提高了激光系统的机械稳定性，能有效抑制掺杂光纤内的非线性 效应，并通过在不同元件上镀膜的方法来实现大功率、窄谱线的脉冲激光输 出。附图说明图1、图2和图3为本技术的用于大功率脉冲光纤激光器的声光调 制器的结构示意图。图4为本技术具体实施方式示意图。图5为有无显示出釆用本技术的声光调制器输出光谱并与采用普通 声光调制器所产生的同 一功率水平的光谱比较图。具体实施方式如图4所示，带尾纤的915nm泵浦半导体激光器401熔接于全反光纤光 栅402,全反光纤光栅熔接于增益光纤403,增益光纤熔接于输入尾纤404, 输入尾纤熔接有光纤端帽，并磨成8。倾斜面，然后镀宽带增透膜，与水平 面成3. 7°放置，由增益光纤产生的激光经输入尾纤404和准直透镜405形 成一准直光束进入声光器件406，并产生布拉才M汙射，衍射后的一级光经聚 焦透镜407,耦合入尾纤408。输出尾纤408熔有光纤端帽，磨成8°斜面， 镀窄带增透膜，并与水平面成O。放置。这样，就只允许一级衍射光中的所 设定的窄带波长进入输出尾纤408，而反射其他波长，被反射的其他波长不 会经过声光器件进入输出尾纤，输出尾纤408与部分反射光纤光栅409熔 接。这样，光纤光栅402和409形成一谐振腔，由于输出尾纤408和斜8。 面镀窄带增透膜，这样就抑制了其他波长的激励，使这样形成的脉冲光纤激 光器具有窄线宽输出，没有非线性波长的出现。我们用这种结构获得了在 20kHz频率下的2W输出平均功率，脉宽为40ns,峰值功率达到2. 5kW。图5 显示出釆用本技术的声光调制器输出光谱，并与采用普通声光调制器所 产生的同一功率水平的光谱比较，显然光谱宽且带有拉曼波长。同理如果将如图2、图3所示结构的声光调制器用于泵浦半导体激光 器，效果基本上相同的。这里不在重复了。权利要求1、用于大功率脉冲光纤的声光调制器，包括输入尾纤(101)、准直透镜(102)、声光器件(103)、聚焦透镜(104)和输出尾纤(105)，输入尾纤(101)和输出尾纤(105)的端部均熔有光纤端帽并各自磨成斜本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于大功率脉冲光纤的声光调制器，包括输入尾纤（１０１）、准直透镜（１０２）、声光器件（１０３）、聚焦透镜（１０４）和输出尾纤（１０５），输入尾纤（１０１）和输出尾纤（１０５）的端部均熔有光纤端帽并各自磨成斜８°平面，且在输入尾纤（１０１）的斜８°平面镀宽带增透膜，输入尾纤（１０１）与水平面成３．７°放置，输入尾纤（１０１）和准直透镜（１０２）安装在一起构成输入光纤准直器，输出尾纤（１０５）和聚焦透镜（１０４）安装在一起构成输出光纤准直器，然后将输入光纤准直器、输出光纤准直器与声光器件（１０３）装配为一个整体（１００），其特征在于：输出尾纤（１０５）与水平面成０°放置，并在输出尾纤（１０５）的斜８°平面上镀窄带透射膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阎大鹏，闵大勇，李立波，刘晓旭，李乔，李杰，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]