一种晶体光纤泵浦光耦合系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种泵浦光耦合系统，该系统包括晶体光纤和泵浦光发射组件，所述泵浦光发射组件设置于所述晶体光纤的至少一侧，用于产生多路特定波长的泵浦光，所述泵浦光从所述晶体光纤侧面多路、均匀注入到所述晶体光纤中，并在所述晶体光纤中转换为信号光。克服了目前工艺上无法一次性制备双包层晶体光纤，从而限制晶体光纤有效泵浦的问题。制晶体光纤有效泵浦的问题。制晶体光纤有效泵浦的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体光纤泵浦光耦合系统及其方法


[0001]本专利技术属于光纤激光
，更具体地，涉及一种基于晶体光纤的泵浦光耦合技术。

技术介绍

[0002]晶体光纤是介于传统固体激光器所用的块体晶体与光纤激光器所用的玻璃光纤之间的新型增益介质，是将晶体材料制备成为纤维状的单晶体，直径在几十微米到2毫米之间。它继承了单晶材料的理化性质、光学性能和光纤材料的形态特征，具有热导率高、散热效率高、非线性增益系数小等优势，这使得以晶体光纤为工作介质的激光器件可以兼具固体激光器的高峰值功率与光纤激光器的高平均功率；同时，晶体光纤具有稀土离子掺杂浓度高、传光性好、耐高温等优点，这使得晶体光纤具备应用在更高功率光纤激光器上的潜力。
[0003]玻璃光纤在光纤外部制备有与纤芯具有折射率差值的二氧化硅包层，可以实现全反射从而获得高效光波导。但晶体光纤是一种新型的一维功能晶体材料，至今还没有成功制备出同时具有晶体纤芯和晶体包层的小芯径晶体光纤，因此，如何将泵浦光高效，充分地耦合进没有包层的小芯径晶体光纤内，是晶体光纤应用上的亟需解决的重大难点。

技术实现思路

[0004]本专利技术鉴于上述情况而提出，其目的在于：提供一种晶体光纤泵浦光耦合系统，该系统将泵浦光从无包层结构的晶体光纤的侧面多路、均匀的注入到晶体光纤内部，解决了目前因小芯径晶体光纤无法一次性拉制晶体包层，造成泵浦光注入困难，无法有效形成光波导的难题。
[0005]本专利技术解决其技术问题采用以下技术方案：一种晶体光纤泵浦光耦合系统，包括晶体光纤和泵浦光发射组件，所述泵浦光发射组件设置于所述晶体光纤的至少一侧，用于产生多路特定波长的泵浦光，所述多路泵浦光从所述光纤侧面均匀注入到所述晶体光纤中，并在所述晶体光纤中转换为信号光。
[0006]在一些实施例中，所述晶体光纤泵浦光耦合系统还包括第一反射组件，所述第一反射组件设置在所述晶体光纤的另一侧，所述晶体光纤未完全吸收的泵浦光从所述晶体光纤中射出，并通过第一反射组件从满足所述晶体光纤有效增益长度的方向二次注入到所述晶体光纤中；在一些实施例中，所述晶体光纤泵浦光耦合系统还包括第二反射组件，所述第二反射组件设置于所述晶体光纤的两端，与所述晶体光纤位于同一光轴上，所述信号光分别自所述晶体光纤的两端射出，并通过所述第二反射组件部分或全部反射回所述晶体光纤中进行充分放大；在一些实施例中，所述第一反射组件包括多个整形透镜、多个全反射透镜和至少一全反射镜；其中，
所述整形透镜和所述全反射透镜顺次设置于对应的所述多路泵浦光的同一光路上；所述整形透镜用于对从所述晶体光纤中射出的泵浦光进行整形，以提高所述泵浦光的光斑亮度；所述全反射透镜设置于同一光轴上，用于将所述整形后的泵浦光沿同一光路反射出去，形成一回收泵浦光束；所述全反射镜用于将所述回收泵浦光束再次反射，并从所述晶体光纤的端面或侧面二次注入所述晶体光纤中，所述全反射镜设置的位置根据所述泵浦光射入所述晶体光纤光轴的角度和回收泵浦光注入所述晶体光纤需所达到的有效增益长度进行调整。
[0007]在一些实施例中，所述晶体光纤为稀土离子掺杂的无包层小芯径晶体光纤。
[0008]本专利技术为解决其技术问题还提供了一种晶体光纤泵浦光耦合方法，包括步骤：发射多路泵浦光；所述多路泵浦光从晶体光纤侧面沿垂直于所述晶体光纤光路的方向均匀注入到所述晶体光纤中；所述晶体光纤吸收所述泵浦光并转换为信号光。
[0009]在一些实施例中，所述晶体光纤吸收所述泵浦光并转换为信号光的步骤之后还包括：所述晶体光纤未完全吸收的泵浦光从所述晶体光纤中射出后，通过反射从满足所述晶体光纤有效增益长度的方向二次注入到所述晶体光纤中。
[0010]在一些实施例中，所述信号光分成两路自所述晶体光纤两端射出，部分或全部反射回所述晶体光纤中进行充分放大。
[0011]所述晶体光纤未完全吸收的泵浦光从所述晶体光纤中射出后，进行整形后沿同一光路反射出去，形成一回收泵浦光束；所述回收泵浦光束通过再次反射，从所述晶体光纤的端面或侧面二次注入所述晶体光纤中，所述反射的角度根据所述泵浦光射入所述晶体光纤光轴的角度和回收泵浦光注入所述晶体光纤需所达到的有效增益长度进行调整。
[0012]在一些实施例中，所述晶体光纤为稀土离子掺杂的无包层小芯径晶体光纤。
[0013]本专利技术的有益效果是：从无包层的晶体光纤侧面均匀注入多路泵浦光，克服目前工艺上无法一次性制备双包层晶体光纤，泵浦光注入的困难；同时，采用级联泵浦结构使得未吸收的泵浦光两次穿过晶体光纤，从而有效提高了泵浦光的吸收率。
附图说明
[0014]图1是本专利技术一实施例提供的晶体光纤泵浦光耦合系统的原理示意图；图2是本专利技术又一实施例提供的晶体光纤泵浦光耦合系统的原理示意图；图3是本专利技术又一实施例提供的晶体光纤泵浦光耦合系统的光路结构示意图；图4是本专利技术又一实施例提供的晶体光纤泵浦光耦合方法的流程示意图。
具体实施方式
[0015]为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另
一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0016]除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本专利技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0017]此外，下面所描述的本专利技术不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0018]请参考图1至图2所示，本专利技术提供了一种晶体光纤泵浦光耦合系统，包括晶体光纤和至少一泵浦光发射组件。
[0019]泵浦光发射组件设置于晶体光纤的一侧，用以提供多路特定波长的泵浦光，多路泵浦光将从晶体光纤的侧面均匀的注入到晶体光纤中，因为晶体光纤的特性，泵浦光在晶体光纤中转换成为信号光。
[0020]上述设计将泵浦光分成多路从晶体光纤侧面均匀的注入到晶体光纤内部，解决了目前小芯径晶体光纤因无法一次性拉制晶体包层，造成泵浦光注入困难，无法形成有效光波导的问题。
[0021]在另一实施例中，在晶体光纤的另一侧，与泵浦光发射组件对应的位置设置有第一反射组件，晶体光纤未能完全吸收的泵浦光从所述晶体光纤中射出，并通过第一反射组件从满足所述晶体光纤有效增益长度的方向二次注入到所述晶体光纤中。
[0022]在该实施例中，泵浦光耦合系统采用级联泵浦方式，回收晶体光纤未吸收的泵浦光二次穿过晶体光纤，使泵浦光得以高效，充分地耦合进晶体光纤内，从而明显提高了泵浦光的吸收率，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体光纤泵浦光耦合系统，其特征在于，包括晶体光纤和至少一泵浦光发射组件，所述泵浦光发射组件设置于所述晶体光纤的一侧，用于产生特定波长的多路泵浦光，所述多路泵浦光从所述光纤侧面均匀注入到所述晶体光纤中，并在所述晶体光纤中转换为信号光。2.根据权利要求1所述的晶体光纤泵浦光耦合系统，其特征在于，还包括第一反射组件，所述第一反射组件设置在所述晶体光纤的另一侧，所述晶体光纤未完全吸收的泵浦光从所述晶体光纤中射出，通过第一反射组件从满足所述晶体光纤有效增益长度的方向二次注入到所述晶体光纤中。3.根据权利要求1所述的晶体光纤泵浦光耦合系统，其特征在于，还包括第二反射组件，所述第二反射组件设置于所述晶体光纤的两端，并与所述晶体光纤位于同一光轴上，所述信号光分别自所述晶体光纤的两端射出，通过所述第二反射组件部分或全部反射回所述晶体光纤中进行充分放大。4.根据权利要求2所述的晶体光纤泵浦光耦合系统，其特征在于，所述第一反射组件包括多个整形透镜、多个全反射透镜和至少一全反射镜；其中，所述整形透镜和所述全反射透镜顺次设置，与对应的泵浦光处于同一光路上；所述整形透镜用于对从所述晶体光纤中射出的泵浦光进行整形，以提高所述泵浦光的光斑亮度；所述全反射透镜用于将所述整形后的泵浦光沿同一光路反射出去，形成一回收泵浦光束；所述全反射镜位于所述多个全反射透镜的同一光路上，用于对所述回收泵浦光束再次反射，从所述晶体光纤的端面或侧面二次注入所述晶体光纤中，所述全反射镜设置的角度根据所述泵浦光射入所述晶体光纤光轴的角度和回收泵浦光注入所述晶体光纤需所达到的有效增...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋峰，杨笛，黄荣，吴琴，秦洪奎，刘旋，柯昌黎，
申请(专利权)人：武汉创鑫激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：