一种高效率双向泵浦光纤激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高效率双向泵浦光纤激光器，包括反向剥除器、包层高反光栅、泵浦半导体激光器、正向合束器、腔内高反光栅、第一增益光纤、腔内低反光栅、反向合束器、第二增益光纤、正向剥除器，解决双向泵浦光纤激光器存在的泵浦光吸收不充分问题，来提高光纤激光器能量转换效率。能量转换效率。能量转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高效率双向泵浦光纤激光器


[0001]本技术涉及一种高效率双向泵浦光纤激光器，尤其的涉及焊接用高功率光纤激光器。

技术介绍

[0002]随着激光焊接的发展，高功率光纤激光器作为焊接用激光器被广泛应用，而对于高功率光纤激光器而言，其泵浦效率非常重要，光纤激光器是一种以掺杂稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，具有稳定性好、结构简单、便于维修等优点。现有的光纤激光器结构中，谐振腔内的泵浦光很难做到完全吸收，残余的泵浦光会在激光器内部转化成热量，给激光器的散热增加难度，同时也会给激光器带来更大的损耗，最终会降低激光器的输出功率和能量转换效率。通过增加谐振腔内增益光纤的长度能够提高泵浦光的利用率，但同时也会降低受激拉曼散射等非线性效应的阈值，限制输出功率的提升。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提出一种高效率双向泵浦光纤激光器，解决双向泵浦光纤激光器存在的泵浦光吸收不充分问题，来提高光纤激光器能量转换效率。
[0004]为解决上述问题，本技术提供了一种高效率双向泵浦光纤激光器，包括反向剥除器、包层高反光栅、泵浦半导体激光器、正向合束器、腔内高反光栅、第一增益光纤、腔内低反光栅、反向合束器、第二增益光纤、正向剥除器；其中第一增益光纤位于腔内高反光栅和腔内低反光栅两者之间，构成激光器的增益谐振腔；反向剥除器位于光纤激光器的第一侧，反向剥除器的第二侧连接包层高反射光栅的第一侧，包层高反射光栅的第二侧连接正向合束器的第一侧，正向合束器的第一侧同时连接有一个或多个泵浦半导体激光器的输出端；正向合束器的第二侧连接腔内高反光栅的第一侧；腔内高反光栅的第二侧连接第一增益光纤的第一侧；第一增益光纤的第二侧连接腔内低反光栅的第一侧；腔内低反光栅的第二侧连接反向合束器的第一侧；第二增益光纤的第一侧连接反向合束器的第二侧；反向合束器的第二侧同时连接有一个或多个泵浦半导体激光器的输出端；第二增益光纤的第二侧连接正向剥除器的第一侧，正向剥除器的第二侧作为光纤激光的输出端。
[0005]优选地，第一增益光纤和第二增益光纤采用掺镱光纤。
[0006]优选地，包层高反光栅采用高反布拉格光栅，光栅结构只存在于包层内，不延伸到纤芯中。
[0007]本技术的有益效果在于，通过包层高反光栅将反向传输的残余泵浦光返回增益腔内进行二次吸收，避免了反向端过多的能量浪费，同时在谐振腔外额外接入一段增益光纤对最终输出端的残余泵浦光进行再次吸收，提升双向泵浦光纤激光器的能量转换效率。
附图说明
[0008]图1是本技术的结构示意图。
[0009]图中：1
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反向剥除器；2
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包层高反光栅；3
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泵浦半导体激光器；4
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正向合束器；5
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腔内高反光栅；6
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第一增益光纤；7
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腔内低反光栅；8
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反向合束器；9
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第二增益光纤；10
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正向剥除器。
具体实施方式
[0010]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。
[0011]如图1所示，本技术的高效率双向泵浦光纤激光器包括反向剥除器1、包层高反光栅2、泵浦半导体激光器3、正向合束器4、腔内高反光栅5、第一增益光纤6、腔内低反光栅7、反向合束器8、第二增益光纤9、正向剥除器10；其中第一增益光纤6位于腔内高反光栅5和腔内低反光栅7两者之间，构成激光器的增益谐振腔。
[0012]高效率双向泵浦光纤激光器中，反向剥除器1位于光纤激光器的第一侧，用于剥除光纤激光器反向传输的无用光；在图1中，光纤激光器的左侧方向定义为第一方向，各器件的第一侧即指示为图1中各器件的左侧方向；图1中，光纤激光器的右侧方向定义为第二方向，各器件的第二侧即指示为图1中各器件的右侧方向。
[0013]反向剥除器1的第二侧连接包层高反射光栅2的第一侧，包层高反射光栅2的第二侧连接正向合束器4的第一侧；正向合束器4的第一侧还连接有一个或多个泵浦半导体激光器3的输出端；正向合束器4的第二侧连接腔内高反光栅5的第一侧；腔内高反光栅5的第二侧连接第一增益光纤6的第一侧；第一增益光纤6的第二侧连接腔内低反光栅7的第一侧；腔内低反光栅7的第二侧连接反向合束器8的第一侧；第二增益光纤9的第一侧连接反向合束器8的第二侧；反向合束器8的第二侧还连接有一个或多个泵浦半导体激光器3的输出端；第二增益光纤9的第二侧连接正向剥除器10的第一侧，正向剥除器10的第二侧作为光纤激光器的输出端。
[0014]正向剥除器10用于剥除光纤激光器正向传输的大部分无用光。
[0015]正向合束器第一侧连接的泵浦半导体激光器和反向合束器第二侧连接的泵浦半导体激光器作为光纤激光器的泵浦光为增益光纤提供双向泵浦，正向合束器和反向合束器作为泵浦激光的耦合器将泵浦激光从两侧耦合进第一增益光纤。
[0016]第二增益光纤用于吸收未被第一增益光纤有效利用的泵浦光并产生额外的光纤激光，以提高光纤激光器的转换效率，即在反向合束器第二侧接入一段增益光纤，用于吸收输出端的残余泵浦激光，进而提高双向泵浦光纤激光器的转换效率
[0017]包层高反射光栅置于正向合束器信号端将反向传输的残余泵浦激光重新注入激光谐振腔内进行再次吸收。
[0018]在本技术方案中，包层高反光栅将反向传输的残余泵浦光反射回激光谐振腔内进行二次吸收；在反向合束器第二侧接入一段增益光纤对输出端的残余泵浦光进行吸收，由此获得的光纤激光器可以作为高功率焊接激光器，用于各种工业品的激光焊接及激光切割。
[0019]第一增益光纤和第二增益光纤可以采用掺镱、铒、铥等稀土元素的掺杂光纤。
[0020]包层高反光栅可以采用激光或其它方式刻写的布拉格光栅，光栅结构只存在于包
层内，不延伸到纤芯中，由于泵浦光基本在包层中传输，这样的结构可以在良好的反射泵浦光的同时不降低光纤的结构强度，同时避免刻蚀中损坏光纤，另外不在纤芯中延伸光栅结构可以避免杂散的反向信号光反射返回正向输出后而降低激光的质量和品质因子。
[0021]本技术所说的连接的具体连接方式均采用常规光纤激光器中所采用的连接方式，在本申请中默认为采用光纤连接，光纤种类包括但不限于常规单模光纤、常规多模光纤、多包层光纤、光子晶体光纤等，连接手段包括但不限于熔接、冷接、一体制造等。
[0022]无用光是指光纤激光器领域通常所指的非有效输出光，是指能被光纤激光器有效输出利用的激光以外的光，比如杂散光，不能被利用的泵浦光和部分没有正向输出的信号光。
[0023]以上结合具体实施例描述了本技术的技术原理。这些描述只是为了解释本技术的原理，而不能以任何方式解释为对本技术保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本技术的其它具体实施方式，这些方式都将落入本技术的保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向泵浦光纤激光器，包括反向剥除器、包层高反光栅、泵浦半导体激光器、正向合束器、腔内高反光栅、第一增益光纤、腔内低反光栅、反向合束器、第二增益光纤、正向剥除器；其中第一增益光纤位于腔内高反光栅和腔内低反光栅两者之间，构成激光器的增益谐振腔；反向剥除器位于光纤激光器的第一侧，反向剥除器的第二侧连接包层高反射光栅的第一侧，包层高反射光栅的第二侧连接正向合束器的第一侧，正向合束器的第一侧同时连接有一个或多个泵浦半导体激光器的输出端；正向合束器的第二侧连接腔内高反光栅的第一侧；腔内高反光栅的第二侧连接第一增益光纤的第一侧；第一增益光纤的第二侧连接腔内低反光栅的第一侧；腔内低反光栅的第二侧连接反向合束器的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶平平，张先明，丁建武，刘进辉，
申请(专利权)人：光惠上海激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：