一种新型光纤激光器制造技术

本发明专利技术提供了一种新型光纤激光器，用以解决光纤激光器所需的增益介质长度较长，电光转换效率较低，无法进一步提升激光器的性价比及稳定性不高的问题。所述新型光纤激光中的第一合束器和第二合束器均为(n+1)

【技术实现步骤摘要】
一种新型光纤激光器


[0001]本专利技术属于激光器
，特别涉及一种新型光纤激光器。

技术介绍

[0002]光纤激光器属于一种新型的激光器，掺杂稀土离子的光纤充当其增益介质，具有非常优质的光束品质、并且具有散热性好、可靠性高、稳定性高、体积小巧等诸多优点，被誉为第三代激光技术的典型代表。目前，光纤激光器已经在制造、航空航天、化工、军事等诸多领域中得到了广泛应用。
[0003]现有技术中提供的光纤激光器通常如图5所示，包含泵浦装置、谐振腔，通过泵浦装置产生的泵浦光对谐振腔内的增益光纤进行泵浦，产生激光并输出，由于增益光纤对泵浦光的吸收为比例吸收(假设增益光纤对泵浦光的吸收系数为3dB/m，即1米该增益光纤即可实现50％泵浦光的吸收)，这种结构的光纤激光器所需的增益介质长度较长，电光转换效率较低，无法进一步提升激光器的性价比，剩余泵浦光需要处理，处理过程降低了整机的稳定性。
[0004]基于低成本、高效率等因素的发展需求，本专利技术提供了一种新型的光纤激光器，该方式无需引入复杂结构，即可以提升电光转换效率，大幅度降低光纤激光器成本。

技术实现思路

[0005]为了解决光纤激光器的增益介质长度较长，电光转换效率较低，无法进一步提升激光器的性价比，以及剩余泵浦光需要处理，处理过程降低了整机的稳定性的问题，专利技术提供了一种新型光纤激光器，结构简单巧妙，性能稳定，可以提升电光转换效率，大幅度降低激光器成本。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术提供了一种新型光纤激光器，包括带尾纤的泵浦源、第一合束器、第二合束器、低反光栅、增益光纤、高反光栅、反射镜、输出装置；其中，所述第一合束器、第二合束器均为(n+1)
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1合束器，均设有n根泵浦输入光纤和一个中心主光纤；所述泵浦源通过所述尾纤与所述第一合束器的泵浦输入光纤连接，所述第一合束器输出端的中心主光纤与所述第二合束器输入端的中心主光纤连接；所述第二合束器输入端的泵浦光纤两两连接，所述第二合束器输出端的中心主光纤、所述低反光栅、所述增益光纤、所述高反光栅、所述反射镜依次连接；所述第一合束器输入端的中心主光纤与所述输出装置连接。
[0008]作为优选，所述增益光纤为稀土掺杂光纤。
[0009]作为优选，所述稀土掺杂光纤为掺镱光纤。
[0010]作为优选，所述高反光栅为高反布拉格光纤光栅，所述低反光栅为低反布拉格光纤光栅。
[0011]作为优选，所述泵浦源为激光二极管。
[0012]作为优选，所述输出装置为QBH输出头。
[0013]本专利技术具有如下有益效果：
[0014]本专利技术所提供的一种新型光纤激光器，所述低反光栅、高反光栅、增益光纤构成了激光谐振腔，当泵浦光进入谐振腔包层吸收后，激光在谐振腔的纤芯中产生，经由低反光栅的纤芯输出，经第二合束器、第一合束器的纤芯传输后，经输出装置输出；所述泵浦源提供的泵浦光经第一合束器进入包层，进而进入谐振腔包层进行第一次吸收，未被吸收的泵浦光经反射镜后折回谐振腔进行第二次吸收，再次剩余泵浦光经第二合束器的的输入泵浦光纤后返回谐振腔，进行第三次吸收，重复该步骤直至泵浦光完全吸收，全部转换为激光输出为止。举例来讲，增益光纤吸收系数为0.5dB/m，为实现12dB的有效吸收，原光路需要24m增益光纤，所述新型光纤激光器凭借反复循环吸收的特性，可将价格昂贵的增益光纤缩减至12m，大幅降低整机成本。
[0015]本专利技术结构简单巧妙，性能稳定，可使增益光纤大幅减短，降低整机成本；剩余泵浦光无需额外工艺处理，提升了整机稳定性；电光转换效率高。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术实施例的一些实施例，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。
[0017]图1为本专利技术实施例新型光纤激光器结构示意图；
[0018]图2为本专利技术实施例泵浦光路线示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例激光路线示意图；
[0020]图4为光纤内部示意图；
[0021]图5传统光纤激光器结构示意图。
[0022]附图标记说明：
[0023]1.反射镜；2.高反光栅；3.增益光纤；4.低反光栅；5.第二合束器；6.第一合束器；7.泵浦源；71.尾纤；8.输出装置；11.纤芯；22.内包层；33.外包层；44.涂覆层；55.激光；66.泵浦光；101.传统光纤激光器泵浦倾泻装置；102.传统光纤激光器高反光栅；103.传统光纤激光器增益光纤；104.传统光纤激光器低反光栅；105.传统光纤激光器合束器；106.传统光纤激光器泵浦源；107.传统光纤激光器输出装置。
具体实施方式
[0024]为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作详细说明。
[0025]本实施例提供了一种新型光纤激光器，如图1
‑
3所示，所述新型光纤激光器为后向泵浦结构，包括带尾纤71的泵浦源7、第一合束器6、第二合束器5、低反光栅4、增益光纤3、高反光栅2、反射镜1、输出装置8；其中，所述第一合束器6和第二合束器5均为(n+1)
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1合束器，所述第一合束器6和第二合束器5均设有n根泵浦输入光纤和一个中心主光纤；所述泵浦源7通过所述尾纤71与所述第一合束器6的泵浦输入光纤连接，所述第一合束器6输出端的中心主光纤与所述第二合束器5输入端的中心主光纤连接；所述第二合束器5输入端的泵浦
光纤两两连接，所述第二合束器5输出端的中心主光纤、所述低反光栅4、所述增益光纤3、所述高反光栅2、所述反射镜1依次连接；所述第一合束器6输入端的中心主光纤与所述输出装置8连接。
[0026]所述增益光纤3为稀土掺杂光纤，所述稀土掺杂光纤为掺镱光纤；所述高反光栅2为高反布拉格光纤光栅，所述低反光栅4为低反布拉格光纤光栅；所述泵浦源7为激光二极管；所述输出装置8为QBH输出头。
[0027]目前光纤多为双包层结构，如图4所示，从内而外依次为纤芯11，内包层22，外包层33，涂覆层44，基于全反射的基本原理，双包层光纤的折射率由内而外依次降低，从而可以将激光55有效的束缚在各层中传播，为提高有效泵浦吸收的效率，所需激光55通常在直径较小的纤芯中传播，泵浦光66在直径较大的包层中进行传输。合束器的基本原理为将N路泵浦臂与中心臂拉锥，拉锥后与另一根无源光纤熔接处理，即中心臂与无源光纤的纤芯完整熔接的同时，将N路泵浦臂熔接至包层，进而实现泵浦光导入主光路。
[0028]所述低反光栅4、高反光栅2、增益光纤3构成了激光谐振腔，当泵浦光进入谐振腔包层吸收后，激光在谐振腔的纤芯中产生，经由低反光栅4的纤芯输出，经第二合束器5、第一合束器6的纤芯传输后，经输出装置8输出；所述泵浦源7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型光纤激光器，其特征在于，包括带尾纤的泵浦源(7)、第一合束器(6)、第二合束器(5)、低反光栅(4)、增益光纤(3)、高反光栅(2)、反射镜(1)、输出装置(8)；其中，所述第一合束器(6)、第二合束器(5)均为(n+1)
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1合束器，均设有n根泵浦输入光纤和一个中心主光纤；所述泵浦源(7)通过所述尾纤(71)与所述第一合束器(6)的泵浦输入光纤连接，所述第一合束器(6)输出端的中心主光纤与所述第二合束器(5)输入端的中心主光纤连接；所述第二合束器(5)输入端的泵浦光纤两两连接，所述第二合束器(5)输出端的中心主光纤、所述低反光栅(4)、所述增益光纤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵坡，于振华，廉昊童，陈延振，
申请(专利权)人：北京东方锐镭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：