【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤激光器，尤其涉及一种制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法及应用。
技术介绍
1、光纤气体激光器结合了气体激光器和光纤激光器的特点，具有结构紧凑、转换效率高、光束质量好、波长选择灵活、激光谱线窄、损伤阈值高、非线性效应弱等优点，广泛应用于医疗、材料加工、通信等领域。
2、基于空芯光纤的光纤气体激光器一直是国内外研究的热点，一方面空芯光纤中的气体作为激光器的增益介质，另一方面空芯光纤作为约束激光传输的波导结构。而反谐振空芯光纤具有在非常宽的光谱范围内以低损耗在空芯中引导光的优异能力。这为解决传统实芯光纤激光器在功率提升、波长拓展、谱线控制等方面遇到的技术瓶颈提供了全新的思路，特别在产生中远红外波段激光方面有巨大的发展潜力。
3、虽然光纤气体激光器受到了极大关注，但是整体发展水平还有待提高，仍有许多关键技术需要突破。现有的光纤气体激光器基本都采取空间耦合方式构造进气口，从而实现窄线宽、可调谐波长、高光束质量激光输出，但系统复杂度高，且稳定性差。空间耦合方式对环境条件的灵敏度较高，温度变化、机械振动以及光学元件的不稳定性等因素都会影响光束的传输效果，从而导致光功率的损耗，很大程度上制约了高功率光纤气体激光器的实用化发展。因此泵浦激光到空芯光纤的低损耗、高稳定性的耦合是亟需解决的关键问题。近年来，有报道提出了将空芯光纤与两个二氧化硅端帽进行拼接的新耦合方法，但二氧化硅端帽制作复杂且尺寸为毫米级别，与空芯光纤对准拼接时需精准把控温度以及端帽的熔融状态，不易实现。
4、因此，有必要研发
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于满足实际需求，提供一种制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法及应用
2、第一方面，为实现上述专利技术目的，本专利技术的第一目的是提供一种制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法，包括：
3、s1、将反谐振空芯光纤、四孔光纤和一号单模光纤的两端去除涂覆层，酒精擦拭干净后用切割刀将端面切平，将反谐振空芯光纤的两端分别与四孔光纤、一号单模光纤对齐熔接形成四孔光纤-反谐振空芯光纤-单模光纤结构；
4、s2、将所述四孔光纤-反谐振空芯光纤-单模光纤结构中的四孔结构切割到一定长度；
5、s3、将二号单模光纤的一端浸泡在装有氢氟酸溶液的凹槽中进行包层腐蚀，取出后放入去离子水中超声振荡清洗，得到微纳光纤；
6、s4、将所述微纳光纤与四孔光纤-反谐振空芯光纤-单模光纤结构中的四孔光纤的纤芯对准熔接，构造光纤气体激光器气体腔的进气口；
7、s5、用三通管在气体腔的进气口位置进行封装，将左右两个通道进行密封，三通管的另一个通道连接气压瓶。
8、在上述制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法的方案中，所述一号单模光纤(4)和二号单模光纤的包层直径为125um，纤芯直径为8um；所述反谐振空芯光纤(3)为无节点型反谐振空芯光纤，包层直径为140um，纤芯直径为35um，长度为10m；所述四孔光纤(2)的包层直径为130um，纤芯直径为20um。
9、在上述制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法的方案中，所述s1中，在光纤熔接机上选择手动熔接方式将反谐振空芯光纤的两端分别与四孔光纤、一号单模光纤对齐进行电弧放电熔接，反谐振空芯光纤远离放电电极；电弧放电熔接若干下，熔接时电流的强度为40ma，每次放电熔接的时间为1000ms。
10、在上述制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法的方案中，所述s2中四孔结构通过lds2.5光纤微加工平台上的超声扰动技术进行切割；四孔结构经过切割后的长度为100um。
11、在上述制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法的方案中，所述s3中的氢氟酸溶液的浓度为47％。
12、在上述制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法的方案中，所述s3中包层进行腐蚀的时间为20min，腐蚀时的温度为25℃。
13、在上述制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法的方案中，所述s3中二号单模光纤经过腐蚀的一端为锥形，端面直径为40um。
14、在上述制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法的方案中，所述s4中将四孔光纤和微纳光纤熔接时，在光纤熔接机上选择手动熔接方式的电弧放电熔接，四孔光纤远离放电电极，电弧放电熔接若干下，熔接时电流的强度为40ma，每次放电熔接的时间为1000ms。
15、在上述制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法的方案中，所述s5中将左右两个通道进行密封包括：用uv光刻胶对三通管的左右两个通道进行滴胶密封，紫外线灯照射uv光刻胶固化。
16、第二方面，本专利技术的第二目的是基于第一方面所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法制作的气体腔在激光领域的应用。
17、本申请具有的优点和积极效果是：
18、基于上述技术方案，全光纤化的光纤气体激光器将气体直接封装在光纤内部，不需要采用传统的空间耦合器件，可实现光纤激光器的紧凑集成，大大简化系统结构和组装过程，提升系统的可靠性和稳定性；同时全光纤化的光纤气体激光器可减少光信号在耦合过程中的损耗，进一步提高激光器的效率和输出质量以及抗干扰能力。
19、综上所述，全光纤化的光纤气体激光器无需采用空间耦合方式具有集成便利、耦合损耗低、稳定性高和抗干扰性强等优点，适用于许多需要高性能和可靠性的激光应用领域；使得光纤气体激光器在实际应用中更加灵活、可靠和易于操作。
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1.一种制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法，其特征在于，所述一号单模光纤(4)和二号单模光纤的包层直径为125um，纤芯直径为8um；所述反谐振空芯光纤(3)为无节点型反谐振空芯光纤，包层直径为140um，纤芯直径为35um，长度为10m；所述四孔光纤(2)的包层直径为130um，纤芯直径为20um。
3.根据权利要求1所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法，其特征在于，所述S1中，在光纤熔接机上选择手动熔接方式将反谐振空芯光纤(3)的两端分别与四孔光纤(2)、一号单模光纤(4)对齐进行电弧放电熔接，反谐振空芯光纤远离放电电极；电弧放电熔接若干下，熔接时电流的强度为40mA，每次放电熔接的时间为1000ms。
4.根据权利要求1所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气腔的方法，其特征在于，所述S2中四孔结构(2)通过LDS2.5光纤微加工平台上的超声扰动技术进行切割；四孔结构(2)经过切割后的长度为100um。
5.根据权利要求1
6.根据权利要求1所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法，其特征在于，所述S3中包层进行腐蚀的时间为20min，腐蚀时的温度为25℃。
7.根据权利要求1所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法，其特征在于，所述S3中二号单模光纤经过腐蚀的一端为锥形，端面直径为40um。
8.根据权利要求1所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法，其特征在于，所述S4中将四孔光纤(2)和微纳光纤(1)熔接时，在光纤熔接机上选择手动熔接方式的电弧放电熔接，四孔光纤(2)远离放电电极，电弧放电熔接若干下，熔接时电流的强度为40mA，每次放电熔接的时间为1000ms。
9.根据权利要求1所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法，其特征在于，所述S5中将左右两个通道进行密封包括：
10.权利要求1-9任一项所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法制作的气体腔在激光领域的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法，其特征在于，所述一号单模光纤(4)和二号单模光纤的包层直径为125um，纤芯直径为8um；所述反谐振空芯光纤(3)为无节点型反谐振空芯光纤，包层直径为140um，纤芯直径为35um，长度为10m；所述四孔光纤(2)的包层直径为130um，纤芯直径为20um。
3.根据权利要求1所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气体腔的方法，其特征在于，所述s1中，在光纤熔接机上选择手动熔接方式将反谐振空芯光纤(3)的两端分别与四孔光纤(2)、一号单模光纤(4)对齐进行电弧放电熔接，反谐振空芯光纤远离放电电极；电弧放电熔接若干下，熔接时电流的强度为40ma，每次放电熔接的时间为1000ms。
4.根据权利要求1所述的制作全光纤化的光纤气体激光器气腔的方法，其特征在于，所述s2中四孔结构(2)通过lds2.5光纤微加工平台上的超声扰动技术进行切割；四孔结构(2)经过切割后的长度为100um。
【专利技术属性】
技术研发人员：戴武涛，刘海锋，刘波，吴继旋，曹宏远，
申请(专利权)人：天津寰宇星通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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