本文所述的不同实施例包括激光器和／或放大器系统，所述系统包括在磷硅玻璃中具有镱离子的掺杂增益光纤（１４０４）。本文所述的不同实施例将泵浦吸收增大到至少约１０００ｄＢ／ｍ－９０００ｄＢ／ｍ。所述增益光纤的使用提供了增大的峰值功率和／或脉冲能量。在磷硅玻璃中具有镱离子的掺杂增益光纤（１４０４）的不同实施例表现出与等量掺杂水平的镱掺杂石英光纤可获得的光暗化水平相比降低的光暗化水平。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请总体涉及光纤激光器和放大器系统。具体地说，本申请涉及包括高度稀土掺杂的光纤的用于激光器和放大器系统的光纤。
技术介绍
输出功率为几十瓦特到几百瓦特的镱光纤激光器已经在市场上存在很多年了。近来，以单横向模式工作的若干千瓦的镱光纤激光器也出现了。镱的简单的两级能量系统通过其3个较低能级和4个高能级的集合使得在激光器或放大器结构中能够实现从泵浦到信号的有效光能转换。具有高峰值和CW功率、高重复频率和增大的稳定性和可靠性的光纤激光器在各种应用中可以是有优势的。不过，所述激光器难以通过现有技术开发。
技术实现思路
本文所述的不同实施例包括激光器或放大器系统，所述激光器或放大器系统包括在硅酸磷玻璃中具有镱离子的掺杂增益光纤。所述增益光纤被设置成使得在约0. 9 μ m-约 1 μ m的泵浦波长范围上每单位长度的泵浦吸收明显超过石英光纤的每单位长度泵浦吸收。 本文所述的不同实施例将泵浦吸收(量)增大到至少约lOOOdB/m及更高。在一些实施例中，泵浦吸收(量)可以是约3000dB/m-9000dB/m。在不同的实施例中，使用这些增益光纤提供了增大的峰值功率和/或脉冲能量。在硅酸磷玻璃中具有镱离子的掺杂增益光纤的不同实施例中，与通过等同掺杂水平的镱掺杂石英光纤可获得的光暗化水平相比也降低了光暗化水平。在本文所述的掺杂增益光纤的一些实施例中，可获得芯和包层之间相对较低的有效折射率差，一般在包括包层(例如石英)的材料的折射率的约士0.006或更小的范围内。在一些实施例中，芯和包层之间的有效折射率差在约士0.003内。本文所述的不同实施例包括光纤，所述光纤包括稀土掺杂的玻璃，所述稀土掺杂的玻璃包括石英、稀土掺杂剂、磷、和铝，其中稀土掺杂剂的浓度为至少约0. 5mol%。光纤的不同实施例被设置成在泵浦波长下峰值吸收大于约3000dB/m并在发射波长下增益大于约0.5dB/cm。在不同的实施例中，稀土掺杂玻璃中的磷具有的浓度使得在发射波长下光纤中光暗化损耗的饱和值小于约10dB/m。在不同的实施例中，泵浦波长可以在从约0. 9 μ m-约1.0 μ m的范围内。在一些实施例中，发射波长可以在从约0. 95 μ m-约1. 2 μ m的范围内。 在一些实施例中，泵浦波长可以在从约0. 91 μ m-约0. 99 μ m的范围内。在一些实施例中， 发射波长可以在从约Ι.Ομπι-约1. Ιμπι的范围内。本文所述的不同实施例描述了一种系统，所述系统包括光纤放大器，其中所述光纤放大器包括放大器材料；和光纤泵浦激光器，其中所述光纤泵浦激光器包括激光器材料， 所述激光器材料被设置成在具有峰值泵浦波长的波长范围中产生辐射，所述光纤泵浦激光器被设置成芯泵浦光纤放大器。在不同的实施例中，在泵浦波长下泵浦激光器材料的发射截面比泵浦波长下放大器材料的发射截面大大约10%。本文所述的不同实施例描述了一种光学放大器，所述光学放大器包括泵浦源；和增益光纤。所述增益光纤的不同实施例包括包含石英的包层，和包括稀土掺杂剂、磷、和铝的芯。在不同的实施例中，稀土掺杂剂的浓度为至少约0. 5mol%。在不同的实施例中，所述增益光纤在泵浦波长下具有的峰值吸收大于约3000dB/m并在发射波长下具有的增益大于约0. 5dB/cm。在不同的实施例中，增益光纤中的磷具有的浓度使得在发射波长下增益光纤的光暗化损耗的饱和值小于约10dB/m。本文所述的不同实施例描述了一种光纤，所述光纤包括具有纤芯半径P的稀土掺杂纤芯；围绕所述纤芯设置的第一包层；和围绕所述第一包层设置的第二包层。在不同的实施例中，第一包层具有外半径P 1，纤芯和第一包层具有的折射率差为Δη，并且第一包层和第二包层具有的折射率差为Δη 。在一些实施例中，纤芯中支持小于10种模式。在一些实施例中，第一包层半径Pl大于约1.1Ρ并小于约2Ρ。在一些实施例中，第一包层和第二包层之间的折射率差Δη 大于约1.5 Δη并小于约50 Δη。在一些实施例中，光纤包括石英、稀土掺杂剂、磷、和铝，其中所述稀土掺杂剂的浓度为至少约0.5mOl%。在不同的实施例中，光纤在泵浦波长下具有的峰值吸收处大于约3000dB/m-9000dB/m。在一些实施例中，稀土掺杂的纤芯中磷具有的浓度使得在发射波长下光纤的光暗化损耗的饱和值小于约 10dB/m。本文所述的不同实施例描述了一种光纤振荡器，所述光纤振荡器包括增益光纤； 用于泵浦增益光纤的泵浦源；光学连接至增益光纤的第一输出端的反射器；无掺杂光纤， 所述无掺杂光纤光学连接至增益光纤的第二输出端并被设置成接收从增益光纤的第二输出端发射的能量；可饱和吸收器，所述可饱和吸收器被设置成为高反射的腔镜；和腔内偏振器，所述腔内偏振器光学连接至增益光纤和无掺杂光纤。在不同的实施例中，所述增益光纤包括光纤，所述光纤包括稀土掺杂玻璃，所述稀土掺杂玻璃包括石英、稀土掺杂剂、磷、和铝，其中稀土掺杂剂的浓度为至少约0. 5mol%。光纤的不同实施例被设置成在泵浦波长下具有的峰值吸收大于约3000dB/m并在发射波长下具有的增益大于约0. 5dB/cm。在不同的7实施例中，稀土掺杂玻璃中磷具有的浓度使得在发射波长下光纤中光暗化损耗的饱和值小于约10dB/m。在不同的实施例中，反射器被设置成控制腔内色散。在不同的实施例中，所述反射器具有的反射率为至少约40%。在一些实施例中，可饱和吸收器具有的反射率为至少约40%并且可操作以便对光纤振荡器进行锁模。在一些实施例中，可饱和吸收器被设置成接收和反射从增益光纤的第二输出端发射的能量。在不同的实施例中，腔内偏振器被设置成作为第一输出耦合器并发射第一组输出脉冲。在不同的实施例中，增益光纤具有第一长度而无掺杂光纤具有第二长度。在一些实施例中，第二长度大于第一长度。本文所述的不同实施例描述了一种基于激光的系统，所述系统包括光脉冲源；光纤放大器；和非线性光纤，所述非线性光纤被设置成将从光纤放大器发射出的脉冲进行光谱增宽。在不同的实施例中，所述非线性光纤包括应力导引光纤，所述应力导引光纤被设置成利用由于应力光学效应产生的折射率变化在光纤中引导模式。在不同的实施例中，所述光纤放大器可包括光纤，所述光纤包括稀土掺杂玻璃，所述稀土掺杂玻璃包括石英、稀土掺杂剂、磷、和铝，其中稀土掺杂剂的浓度为至少约0. 5mol%。不同实施例的光纤被设置成在泵浦波长下具有的峰值吸收大于约3000dB/m并在发射波长下具有的增益大于约0. 5dB/ cm。在不同的实施例中，稀土掺杂玻璃中的磷具有的浓度使得在发射波长下光纤中光暗化损耗的饱和值小于约10dB/m。本文所述的不同实施例描述了一种高重复率光纤激光振荡器，所述高重复率光纤激光振荡器包括泵浦；增益光纤；和色散补偿器，所述色散补偿器包括一个或多个具有色散的光纤。在不同的实施例中，所述增益光纤包括光纤，所述光纤包括稀土掺杂玻璃，所述稀土掺杂玻璃包括石英、稀土掺杂剂、磷、和铝，其中稀土掺杂剂的浓度为至少约0. 5mol%0 不同实施例的光纤被设置成在泵浦波长下具有的峰值吸收大于约3000dB/m并在发射波长下具有的增益大于约0. 5dB/cm。在不同的实施例中，稀土掺杂玻璃中磷具有的浓度使得光纤中光暗化损耗的饱和值小于约10dB/m。在不同的实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种光纤，所述光纤包括：稀土掺杂玻璃，所述稀土掺杂玻璃包括石英、稀土掺杂剂、磷、和铝，其中所述稀土掺杂剂的浓度为至少约０．５ｍｏｌ％；所述光纤被设置成在泵浦波长具有大于约３０００ｄＢ／ｍ的峰值吸收和在发射波长具有大于约０．５ｄＢ／ｃｍ的增益，和其中，稀土掺杂玻璃中的磷具有的浓度使得在所述发射波长的光纤中光暗化损耗的饱和值小于约１０ｄＢ／ｍ。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：董梁，
申请(专利权)人：IMRA美国公司，
类型：发明
国别省市：US
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