本发明专利技术公开了一种基于级联泵浦的晶体光纤激光器，该激光器包括：晶体光纤、泵浦光、柱面整形透镜、全反射三角镜和双面垂直反射镜，所述多个泵浦芯片用于产生多路特定波长的泵浦光，所述多路泵浦光从垂直于所述晶体光纤光路的方向注入到所述晶体光纤中，所述柱面整形透镜、全反射三角镜和双面垂直反射镜用于回收晶体光纤未完全吸收的泵浦光，并将其再次注入到晶体光纤中，从而提高激光器的光光转化效率，是一种具有实际应用价值的晶体光纤激光器。器。器。
【技术实现步骤摘要】
一种基于级联泵浦的晶体光纤激光器
[0001]本专利技术属于光纤激光
，更具体地，涉及一种基于级联泵浦的晶体光纤激光器技术。
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：提供一种基于级联泵浦的晶体光纤激光器，该激光器采用级联泵浦结构使得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。解决了泵浦光注入晶体光纤困难，无法形成高效光波导的问题。
[0005]本专利技术解决其技术问题采用以下技术方案：本专利技术提供了一种基于级联泵浦的晶体光纤激光器，包括晶体光纤、多个泵浦芯片、多个柱面整形透镜、多个全反射三角镜和一双面垂直反射镜；所述多个泵浦芯片沿所述晶体光纤一侧设置，用于产生特定波长的多路泵浦光，所述多路泵浦光以垂直于光纤光轴的方向从所述晶体的侧面均匀注入到所述晶体光纤中，并在所述晶体光纤中吸收转换为信号光后从所述晶体光纤的端面射出；所述柱面整形透镜和所述全反射三角镜顺次设置于所述晶体光纤的另一侧，与所述泵浦芯片处于同一光路，所述晶体光纤未吸收的泵浦光从所述晶体光纤中另一侧射出，经所述柱面整形透镜和所述全反射三角镜的整形与反射后，通过所述双面垂直反射镜的再次反射以平行于光纤光轴的方向从所述晶体光纤的端面二次注入到所述晶体光纤中。
[0006]本专利技术的一个实施例中，还包括凹形低反射镜和凹形全反射镜，所述凹形低反射镜和所述凹形全反射镜分别设置在所述晶体光纤的两端，所述凹形低反射镜用于将信号光部分反射回所述晶体光纤中，以实现信号光的充分放大；所述凹形全反射镜用于将信号光全部反射回所述晶体光纤内，以实现信号光的再次放大。
[0007]本专利技术的一个实施例中，所述晶体光纤为稀土离子掺杂的无包层小芯径晶体光
纤，其直径范围为8um~1000um。
[0008]本专利技术的一个实施例中，所述泵浦芯片，发射泵浦光波长为969nm。
[0009]本专利技术的一个实施例中，所述柱面整形透镜为平凹柱面透镜，其中所述平凹柱面透镜的平面和凹面均镀969nm增透膜。
[0010]本专利技术的一个实施例中，所述全反射三角镜的直角面镀969nm增透膜，所述全反射三角镜的斜角面镀969nm全反射膜。
[0011]本专利技术的一个实施例中，所述双面垂直反射镜的垂直双面均镀有969nm全反射膜。
[0012]本专利技术的一个实施例中，所述凹形低反射镜为平凹透镜，其中所述平凹透镜的平面镀增透膜，所述增透膜透过的中心波长为1030nm，所述凹形低反射镜的凹面，镀中心波长1030nm，反射率为90%的低反射膜，所述凹面的曲率半径为12mm。
[0013]本专利技术的一个实施例中，所述凹形全反射镜为平凹透镜，其中所述平凹透镜的平面镀增透膜，中心波长为969nm；所述凹形全反射镜的凹面，镀中心波长1030nm全反射膜，反射率大于99%，所述凹面的曲率半径为12mm。本专利技术的一个实施例中，还包括热沉，所述凹形低反射镜、凹形全反射镜、泵浦芯片、柱面整形透镜、全反射三角镜和双面垂直反射镜直接固定于所述热沉表面，且所述凹形低反射镜、凹形全反射镜、泵浦芯片、柱面整形透镜、全反射三角镜和双面垂直反射镜均保持在同一光轴平面上。
[0014]本专利技术的有益效果是：采用级联泵浦结构使得泵浦光从光纤侧面和光纤端面两次穿过晶体光纤，克服了目前工艺上无法一次性制备双包层晶体光纤，导致泵浦光在无包层晶体光纤中注入困难，无法形成有效光波导的问题，从而有效提高了泵浦光的吸收率。
附图说明
[0015]图1是本专利技术一实施例提供的晶体光纤激光器中泵浦光耦合的原理示意图；图2是本专利技术又一实施例提供的晶体光纤激光器中泵浦光耦合的原理示意图；图3是本专利技术又一实施例提供的晶体光纤激光器中泵浦光耦合的光路结构示意图；图4是本专利技术又一实施例提供的晶体光纤激光器中泵浦光耦合方法的流程示意图。
具体实施方式
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]请参考图1至图2所示，本专利技术提供了一种基于级联泵浦的晶体光纤激光器，包括晶体光纤和至少一泵浦光发射组件。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]在一实施例中，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。
[0023]在该实施例中，晶体光纤激光器采用级联泵浦方式，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，使得晶体光纤在高功率光纤激光器中具备了实际的应用价值。
[0024]具体的，请参考一并图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于级联泵浦的晶体光纤激光器，其特征在于，包括晶体光纤、多个泵浦芯片、多个柱面整形透镜、多个全反射三角镜和双面垂直反射镜；所述多个泵浦芯片沿所述晶体光纤一侧设置，用于产生特定波长的多路泵浦光，所述多路泵浦光以垂直于光纤光轴的方向从所述晶体光纤的侧面均匀注入到所述晶体光纤中，转换为信号光后从所述晶体光纤的两端射出；所述柱面整形透镜和所述全反射三角镜顺次设置于所述晶体光纤的另一侧，与所述泵浦芯片处于同一光路，所述晶体光纤未吸收的泵浦光从所述晶体光纤中另一侧射出，经所述柱面整形透镜和所述全反射三角镜的整形与反射后，通过所述双面垂直反射镜的再次反射以平行于光纤光轴的方向从所述晶体光纤的端面二次注入到所述晶体光纤中。2.根据权利要求1所述的基于级联泵浦的晶体光纤激光器，其特征在于，还包括凹形低反射镜和凹形全反射镜，所述凹形低反射镜和所述凹形全反射镜分别设置在所述晶体光纤的两端，所述凹形低反射镜用于将信号光部分反射回所述晶体光纤中，以实现信号光的充分放大；所述凹形全反射镜用于将信号光全部反射回所述晶体光纤内，以实现信号光的再次放大。3.根据权利要求1所述的基于级联泵浦的晶体光纤激光器，其特征在于，所述晶体光纤为稀土离子掺杂的无包层小芯径晶体光纤，其直径范围为8um~1000um。4.根据权利要求1所述的基于级联泵浦的晶体光纤激光器，其特征在于，所述泵浦芯片发射的泵浦光的波长范围为300nm~1650nm。5.根据权利要求1所述的基于级联泵浦的晶体光纤激光器，其特征在于，所述柱面整形透镜为平凹柱面透镜，用以将未吸收泵浦光的椭圆形光斑整形为圆形光斑，所述平凹柱面透镜的平面和凹面均镀有与所述泵浦芯片发射波长一致的增透膜，透射率大于95%。6....
【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：
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