激光放大器和具有其的激光放大系统技术方案

本发明专利技术公开了一种激光放大器和具有其的激光放大系统。所述激光放大器包括：增益光纤部件，所述增益光纤部件包括多个依次相连的增益光纤，沿着激光放大方向所述多个增益光纤的纤芯的直径依次增大；泵浦源，所述泵浦源用于向所述增益光纤部件照射泵浦光；和泵浦耦合器，所述泵浦耦合器设在所述泵浦源和所述增益光纤部件之间，用于将所述泵浦源发出的泵浦光耦合到所述增益光纤部件。根据本发明专利技术实施例的激光放大器，通过多个直径依次增大的增益光纤，可有效降低增益光纤中信号光、泵浦光的损耗，进而在提高光纤激光器的工作效率和输出功率水平的同时有效的降低功率密度进而抑制激光放大器的非线性效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光器领域，特别涉及一种激光放大器和具有其的激光放大系统。
技术介绍
近年来，高功率光纤激光器研究成为激光领域ー个新的发展方向。围绕如何提高光纤激光器输出功率这ー问题，各国科研人员正不断付出努力，而如何设计放大级即有效地利用振荡级输出的种子激光成为现阶段有待解决的难题
技术实现思路
本专利技术的第一方面在于提供ー种具有上述増益光纤部件的激光放大器，该激光放大器的非线性效应能够被有效地抑制，从而降低信号光和泵浦光的损耗。本专利技术的第二方面在于提供ー种具有上述激光放大器的激光放大系统，该激光放大系统的非线性效应能够被有效地抑制。根据本专利技术第一方面实施例的一种激光放大器，包括増益光纤部件，所述增益光纤部件包括多个依次相连的增益光纤，沿着激光放大方向所述多个増益光纤的纤芯的直径依次増大；泵浦源，所述泵浦源用于向所述增益光纤部件照射泵浦光；和泵浦耦合器，所述泵浦耦合器设在所述泵浦源和所述增益光纤部件之间，用于将所述泵浦源发出的泵浦光耦合到所述增益光纤部件。根据本专利技术实施例的激光放大器，通过多个直径依次増大的増益光纤，可有效降低増益光纤中信号光、泵浦光的损耗，进而在提高光纤激光器的工作效率和输出功率水平的同时有效的降低功率密度进而抑制激光放大器的非线性效应。另外，根据本专利技术实施例的激光放大器，还可以具有如下附加技术特征每相邻的两个所述增益光纤之间通过过渡连接光纤连接，其中所述过渡连接光纤的纤芯的直径沿着激光放大方向逐渐增大且两端分别与所述相邻的两段增益光纤连接。可选地，每相邻的两个所述增益光纤的包层的直径分别与将所述过渡连接光纤的包层的直径相同。由此，能够在整体上有效地抑制増益光纤部件的非线性效应，从而降低信号光和泵浦光的损耗。或者可选地，所述过渡连接光纤的包层构成为将每相邻的所述增益光纤的包层过渡连接，且所述过渡连接光纤的包层的直径沿着激光放大方向逐渐増大。由此，进ー步能够在整体上有效地抑制増益光纤部件的非线性效应，从而降低信号光和泵浦光的损耗。可选地，彼此相邻的所述增益光纤通过熔融拉锥エ艺或热扩散纤芯エ艺熔接，形成所述过渡连接光纤。可选地，所述增益光纤和/或所述过渡连接光纤中的掺杂粒子为Yb3+、Er3+、Tm3+、Nd3+、Ge3+、Pr3+、Ho3+、Dy3+ 或 Eu3+。可选地，所述泵浦源为泵浦灯或激光器。可选地,所述激光器为半导体激光器、光纤激光器或固体激光器。可选地，所述泵浦耦合器为端面泵浦耦合器或侧面泵浦耦合器。根据本专利技术的第二方面的一种激光放大系统，包括相互连接的多个激光放大器，所述激光放大器为上述根据本专利技术第一方面所述的激光放大器。根据本专利技术实施例的激光放大系统，激光放大系统中的増益光纤部件具有通过过渡连接光纤过渡连接的多个增益光纤，且在上述多个增益光纤中，激光传播路径上的下游的増益光纤的纤芯的直径比与之相邻的上游的增益光纤的纤芯的直径大。由此，能够有效地抑制激光放大系统的非线性效应。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明 本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I是本专利技术实施例的激光放大器的増益光纤部件的一个示例的示意图。图2是本专利技术实施例的激光放大器的増益光纤部件的另ー个示例的示意图。图3至图6是根据本专利技术多个实施例的激光放大器的结构示意图。图7是根据本专利技术实施例的激光放大系统的结构示意图。符号说明I激光放大器；11増益光纤部件；12泵浦源；13泵浦耦合器；111増益光纤；112过渡连接光纤；1111、1121纤芯；1112、1122包层具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过參考附图描述的实施例是示例性的，g在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。下面參考图I-图7描述根据本专利技术第一方面实施例的激光放大器，所述激光放大器用于与种子源相连以将种子源输出的种子激光进行有效放大。根据本专利技术实施例的激光放大器I，包括増益光纤部件11、泵浦源12和泵浦耦合器13。如图I和图2所示，増益光纤部件11包括多段依次相连的增益光纤111，沿着激光放大方向(例如图I和图2中从左到右的方向)所述多段增益光纤111的纤芯1111的直径依次増大。其中，多段増益光纤111的数量可以为两个、三个或多个，视具体放大级要求而足。其中泵浦源12用于向增益光纤部件照射泵浦光。具体地，泵浦源12可以为激光领域中常用的各种泵浦源，只要能够实现其基本功能即可。在本专利技术的实施例中，例如可以采用泵浦灯以及半导体激光器、光纤激光器固体激光器等激光器等装置作为泵浦源12。泵浦耦合器13设在泵浦源12和増益光纤部件11之间，用于将泵浦源12发出的泵浦光耦合到増益光纤部件11以对该増益光纤部件11进行泵浦，其可以具有各种形式，如端面泵浦耦合器、侧面泵浦耦合器或者二者的组合，只要能够实现其基本功能即可。根据本专利技术实施例的激光放大器1，通过多个直径依次増大的増益光纤，可有效降低増益光纤中信号光、泵浦光的损耗，进而在提高光纤激光器的工作效率和输出功率水平的同时有效的降低功率密度进而抑制激光放大器I的非线性效应。下面參考图I和图2具体描述增益光纤部件11的具体结构。具体地，如图I和图2所示，相邻的两段增益光纤111a、Illb之间通过过渡连接光纤112连接，其中过渡连接光纤112的纤芯1121的直径沿着激光放大方向逐渐增大且两端分别与相邻的两段増益光纤IllaUllb连接。 在本专利技术的一个示例中，每相邻的两段增益光纤IllaUllb的包层1112的直径分别与将过渡连接光纤112的包层1122的直径相同。例如如图I所示，以相邻的两段增益光纤11 la、11 Ib的直径分别为10 μ m、15 μ m为例、且包层的直径均为125 μ m进行说明。具体地，两段增益光纤IllaUllb通过过渡连接光纤112过渡连接，并且激光传播路径上的下游的增益光纤Illb的纤芯1111的直径(即15 μ m)比与之相邻的上游的增益光纤Illa的纤芯1111的直径(即10 μ m)大，且增益光纤Illb的包层1112的直径(即125 μ m)与相邻的上游的增益光纤Illa的包层1112b的直径(即125 μ m)相等。由此，就能够在整体上有效地抑制増益光纤部件11的非线性效应，从而降低信号光和泵浦光的损耗。在本专利技术的另ー个示例中，过渡连接光纤112的包层1122构成为将彼此相邻的增益光纤IllaUllb的包层1112过渡连接，且过渡连接光纤112的包层1122的直径沿着激光放大方向逐渐増大。如图2所示，以相邻的两段增益光纤111a、Illb的直径分别为10 μ m、20 μ m为例、且包层的直径分别为125 μ m、250 μ m进行说明。具体地，两段增益光纤IllaU本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光放大器,其特征在于,包括 增益光纤部件，所述增益光纤部件包括多个依次相连的增益光纤，沿着激光放大方向所述多个增益光纤的纤芯的直径依次增大； 泵浦源，所述泵浦源用于向所述增益光纤部件照射泵浦光；和 泵浦耦合器，所述泵浦耦合器设在所述泵浦源和所述增益光纤部件之间，用于将所述泵浦源发出的泵浦光耦合到所述增益光纤部件。2.根据权利要求I所述的激光放大器，其特征在于，每相邻的两个所述增益光纤之间通过过渡连接光纤连接，其中所述过渡连接光纤的纤芯的直径沿着激光放大方向逐渐增大且两端分别与所述相邻的两段增益光纤连接。3.根据权利要求2所述的激光放大器，其特征在于，每相邻的两个所述增益光纤的包层的直径分别与将所述过渡连接光纤的包层的直径相同。4.根据权利要求2所述的激光放大器，其特征在于，所述过渡连接光纤的包层构成为将每相邻的所述增益光纤的包层过渡连接，且所述过渡连接光纤的包层的直径沿着激光放大方向逐渐增大。5.根据权利要求I所述的激光放大器，其特征在于，彼此相邻的所述增益光...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩马理，陈霄，肖起榕，闫平，黄磊，张海涛，柳强，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：