专利名称：激光波长为1.7～2.1μm的锗酸盐玻璃光纤激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤激光器，特别是1.7 2.1pm稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤激光器。
背景技术：
光纤激光器因具有散热好、光束质量高、易于系统集成等特点而受到人们的广泛关注， 现已成为固体激光器主要的研究方向之一。波长处于1.7 2.1)am近红外、中红外激光属于人 眼安全激光，在激光测距、激光雷达、材料加工、红外遥感、超低损耗远距离通信以及外 科手术方面具有广泛的应用前景。因此，近年来1.7 2.1nm光纤激光器成为各国研究的热点。
目前，研究较多的1.7 2.1tim波段光纤激光器的基体材料主要有石英玻璃、碲酸盐玻 璃、氟化物玻璃以及锗酸盐玻璃。石英玻璃较高的声子能量( 1100cm—1)、较低的稀土离子 掺杂能力(〈1000ppm)使得光纤激光器的量子效率和斜率效率不高，不利于从单根光纤中获 得大功率的激光输出；碲酸盐玻璃虽然具有较高的稀土离子掺杂能力、相对较低的最大声 子能量( 800cm")，但碲酸盐玻璃的较低的激光损伤阈值和相对较差的环境适应性限制了其 应用范围；虽然氟化物玻璃的声子能量较低( 500cm—1)、激光器的量子效率较高，但氟化物 玻璃的环境适应性和玻璃拉丝性能差的缺点限制了其使用范围。
锗酸盐玻璃具有良好的机械性能、化学稳定性以及强的抗环境变化的能力，另外，锗 酸盐玻璃还具有稀土离子掺杂浓度高(可掺杂Er3+， Yb3+、 Pr3+， Tm3+， Ho3+， Nd3+， Tb3+ 等多种稀土离子)、透射波长范围宽(0.5 5.5pm)、最大声子能量相对较低( 900cm—1)、拉丝 性能良好的优点。同时，纤芯中较高的Ge含量使得光纤的光敏性较好，有利于光栅的刻写， 激光波长在一定范围内可调谐输出。上述特点使得锗酸盐玻璃光纤成为1.7 2.1nm光纤激 光器的优选基质材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种激光波长为1.7~2.1nm的锗酸盐玻璃光纤激光 器，这种激光器具有结构简单、体积小、成本低、量子效率高、激光模式好、常温下输出 波长稳定、可实现高功率输出的优点。
为获得波长处于1.7 2.1pm的近红外、中红外激光，本发明的具体技术解决方案如下 激光波长为1.7~2.1nm的锗酸盐玻璃光纤激光器，包括泵浦源温控系统之一，泵浦源 之一，带尾纤的准直聚焦透镜组之一，输入耦合镜，稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤，输出耦合镜，二色镜，带尾纤的准直聚焦透镜组之二、泵浦源之二、泵浦源温控系统之二， 和输出光探测系统，其特征在于
激励介质为稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤，所述稀土离子及其惨杂方式包括单掺
Tm3+，或单掺Ho3+，或Tm"Ho"共惨，或Tm"Yl^+共掺，或Ho^Yb"共掺，或 丁013+/1103+/￥1 3+三掺；
激光谐振腔为由输入耦合镜和输出耦合镜构成的F-P腔，或采用在惨杂稀土离子的锗 酸盐玻璃光纤两端镀上分别与输入耦合镜和输出耦合镜相同功能薄膜的构成。
上述的激光波长为1.7~2.1^1111的锗酸盐玻璃光^:激光器，激光激光谐振腔为F-P腔时， 激光器采用泵浦源之一或泵浦源之二单端泵浦方式，或同时釆用泵浦源之一和泵浦源之二 双端泵浦方式；激光谐振腔由输入耦合镜和光纤布拉格光栅构成时，采用单端泵浦方式。
上述的激光波长为1.7~2.1nm的锗酸盐玻璃光纤激光器，输出耦合镜用光纤布拉格光 栅代替。
上述的激光波长为1.7 2.1pm的锗酸盐玻璃光纤激光器，当激励介质为单掺Tm3、或 丁1113+/1"103+共掺的锗酸盐玻璃光纤，采用单端泵浦方式时以泵浦源之一或泵浦源之二为泵 浦源，其输出波长范围为780 810nm或.1200 1220nm;采用双端泵浦方式时泵浦源之一 和泵浦源之二的输出波长均为780~810nm或1200~1220nm，或泵浦源之一的输出波长为 780 810nrn，泵浦源之二的输出波长为1200~1220nm，或泵浦源'之一的输出波长为 1200~1220nm，泵浦源之二的输出波长为780~810nm;
当激励介质为Tm,Y^+共掺，或Tm"Ho"YbS+三掺的锗酸盐玻璃光纤，采用单端泵 浦方式时泵浦源之一或泵浦源之二采用输出波长处于780~810nm的半导体激光器，或采 用输出波长处于970~985nm的半导体激光器，或釆用输出波长范围为1200~1220nm的惨铥 激光器；采用双端泵浦方式时泵浦源之一和泵浦源之二的输出波长均为780~810nm的半 导体激光器，或采用输出波长处于970 985nm的半导体激光器，或均采用输出波长范围为 1200~1220nm的掺铥激光器；或泵浦源之一和泵浦源之二的输出波长范围其中一个为 780~810nm，另一个为1200~1220nm，其中一个为970~985nm另一个为1200~1220nm，其 中一个为780~810nm，另一个为970~985nm;
当激励介质为单掺H(^+的锗酸盐玻璃光纤，采用单端泵浦方式时泵浦源之一或泵浦
源之二采用输出被长为1700 2100nm的掺铥激光器，或采用输出波长为1530-1540nm的掺 铒激光器；采用双端泵浦方式时泵浦源之一和泵浦源之二均采用输出波长为1700~2100nm的惨铥激光器，或均采用输出波长为1530 1540nm的掺铒激光器；
当激励介质为YbS+7H^+共惨的锗酸盐玻璃光纤，采用单端泵浦方式时泵浦源之一或 泵浦源之二采用输出波长处于970~985nm的半导体激光器；采用双端泵浦方式时泵浦源 之一和泵浦源之二，其中一个为输出波长范围处于970 985nm的半导体激光器，另一个为 输出范围处于1700 2100nm的掺铥激光器或输出波长范围为1530~1540nm的掺铒激光器； 或泵浦源之一和泵浦源之二均采用两台输出波长范围处于970~985nm的半导体激光器；
上述的激光波长为1.7 2.1pm的锗酸盐玻璃光纤激光器，输入耦合镜、二色镜均应对 泵浦源输出的激光具有较高的透过率，且透过率>80%，对1700 2100nrn的光波高反射， 且反射率>80%;输出耦合镜相应地对泵浦源输出的激光高透射，且透过率>80%，对 1700~2100nm的光波透过率为T， 1%<T<30%。
上述的激光波长为1.7~2.1pm的锗酸盐玻璃光纤激光器，所述的光纤布拉格光栅直接 熔接到稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤上，或直接在稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤上通 过位相掩模法或全息法刻写光栅。
上述的激光波长为1.7~2.1pm的锗酸盐玻璃光纤激光器，当采用单端泵浦方式时，二 色镜用高通滤光片代替，高通滤光片对泵浦源的输出波长具有高透过率T， T>80%;对激 光器的输出波长具有高反射率R， R>80%。
上述的激光波长为1.7~2.1pm的锗酸盐玻璃光纤激光器，所述的稀土离子掺杂的锗酸 盐玻璃光纤的结构为单包层或双包层；单包层及双包层的内包层端面为圆形、椭圆形、D 形、方形、矩形或梅花形；纤芯的位置位于包层的中心或偏离包层中心。
上述的激光波长为1.7~2.1Mm的锗酸盐玻璃光纤激光器，输入耦合镜、输出耦合镜为 两面均为平面的二色镜或一面为平面另一面为凹面的二色镜。
本发明采用纤芯为稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃作为增益介质。由于锗酸盐玻璃的声子 能量相对较低(〈卯Ocm—1)，可获得较高的激光器量子效率。锗酸盐光纤纤芯玻璃中可掺杂的 稀土离子及其掺杂方式包括单掺Tm3+，或单掺Ho3+，或Tm"Y^+共掺，或Tm3+/Ho3+ 共掺，或Tm"Hc^/YbS+三掺等。稀土离子主要由氧化物引入，也可以由其氟化物或氯化 物引入。
作为增益介质的锗酸盐光纤，其结构可以釆用标准的光纤结构。为了提高泵浦源与光 纤的耦合效率以及激光输出的斜率效率，采用的技术解决方案为采用异型双包层光纤， 泵浦方式采用包层泵浦。本发明所涉及激光器的激励介质为稀土离子掺杂的锗酸盐光纤，谐振腔可采用两种方式 一是利用输入耦合镜、输出耦合镜构成的F-P腔；二是利用光纤 布拉格光栅。
对于使用F-P腔的光纤激光器，存在的问题及采用的技术解决方案为
问题1:光纤端面不光滑，导致光纤端面与输入、输出耦合镜间存在空隙，从而使得 泵浦光与光纤的耦合效率低，激光器的斜率效率不高，不利于获得较高的激光输出功率。 解决的方案是采用光纤研磨技术获得较高的光纤端面。
问题2:泵浦源长时间工作因部件发热而导致输出波长不稳定，从而导致激光器输出 波长、斜率效率的不稳定。解决的方案是在泵浦源上安装温控系统保证泵浦源输出波长 的稳定性，确保泵浦源的输出波长与所掺杂稀土离子的吸收波长相对应，使掺杂的稀土离 子充分吸收泵浦光。
与现有技术相比本发明具有如下优点
1、 由于本发明所用的锗酸盐玻璃具有较高的稀土离子惨杂能力(稀土离子的掺杂浓度范
围为0.2~4mol%)，相对较低的最大声子能量( 900cm—、而石英玻璃的最大声子能量 1100 cm"，磷酸盐玻璃的最大声子能量 1200 cm")，从而使得激光器的量子效率较高，有利于获 得输出波长处于L7 2.1pm的高功率光纤激光器；
2、 由于所用锗酸盐玻璃组分中的Ga203、 Ge02均为玻璃形成体，并且锗酸盐玻璃具有 仅次于石英和硅酸盐玻璃的机械性能，使得光纤的机械性能远好于磷酸盐玻璃光纤、碲酸盐 玻璃光纤以及氟化物玻璃光纤(磷酸盐玻璃光纤、碲酸盐玻璃光纤以及氟化物玻璃光纤机械 性能差，很容易折断)；另外玻璃的主要组分为重金属氧化物，所制备的锗酸盐玻璃具有较 高的化学稳定和环境适应性，使得所用的激励介质(稀土离子掺杂的锗酸盐光纤和光纤布拉 格光栅)具有良好的化学稳定性和环境适应性，抗腐蚀能力强，激光器的性能能长期保持稳 定(磷酸盐玻璃光纤易吸水，在空气中放置很容易被腐蚀，通常情况下磷酸盐光纤激光器的 性能不能长期保持稳定)。
3、 较高的Ge02含量使得锗酸盐玻璃光纤纤芯的光敏性好，通过刻写光栅，可实现窄带 宽激光输出，大大提高激光的光束质量；利用光纤布拉格光栅，通过电调谐、轴向压縮法、 简支梁调谐法等调谐技术实现可调谐激光输出，激光器输出波长的可调谐范围超过300nm。
图l为本发明L7 2.1nm锗酸盐玻璃光纤激光器F-P腔双泵方案的结构示意图。 图2为本发明1.7~2.1pm锗酸盐玻璃光纤激光器F-P腔单泵方案的结构示意图。图3为本发明采用光纤布拉格光栅方案的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步举例说明，但不应以此限制本发明的保护范围。 以下按该发明所利用激光谐振腔的方案对激光器的装置和工作原理进行介绍
一、利用F-P腔方案
利用F-P腔方案的光纤激光器中，主要采用了两种泵浦方式单端泵浦和双端泵浦。
1、 F-P腔双端泵浦方式
双端泵浦的目的是为了提高激光器的输出功率。图2为双端泵浦方式装置示意图。图 中装置包括泵浦源温控系统l，泵浦源2，带尾纤的准直聚焦透镜组3，输入耦合镜4， 稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤5，输出耦合镜6， 二色镜7，带尾纤的准直聚焦透镜组8， 泵浦源9，泵浦源温控系统IO，输出光探测系统ll。该系统的工作原理是首先将稀土离 子摻杂的锗酸盐玻璃光纤5与输入耦合镜4、输出耦合镜6的接触面端紧贴，调节光路的 准直性，再按先后顺序打开泵浦源2、泵浦源10的开关。在温控系统1作用下泵浦源2输 出波长稳定的激光经带尾纤的准直聚焦透镜组3聚焦后经过输入耦合镜4耦合进稀土离子 掺杂的锗酸盐玻璃光纤5，在温控系统10作用下泵浦源9输出的波长稳定的激光先经带尾 纤的准直聚焦透镜组8后透过输出耦合镜6耦合进稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤5，产 生的1.7 2.1pm的荧光在输入耦合镜4、输出耦合镜6构成的谐振腔中来回振荡，提高泵浦 源2、泵浦源10的输出功率，当泵浦功率达到激光阈值后，将有波长处于L7 2.1pm的激 光输出，输出的激光透过二色镜7作用进入输出光探测系统11。
上述激光器所用泵浦源的输出波长应根据锗酸盐玻璃光纤中所掺杂的稀土离子进行选 择，也可采用半导体激光器阵列实现高功率的激光输出。二色镜7可用高通滤光片代替， 高通滤光片的透射波长范围根据泵浦源的波长进行选择。输出光探测系统11之前可用一个 聚焦透镜提高探测的灵敏度。
2、 F-P腔单端泵浦方式
图2为单泵泵浦方式的装置示意图。图2中与图1中相同编号的对应装置相同。该系 统的工作原理是首先将稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤5与输入耦合镜4、输出耦合镜6 的接触面端紧贴，随后打开泵浦源2开关。在温控系统l作用下，泵浦源2输出波长稳定 的激光，经带尾纤的准直聚焦透镜组3聚焦后透过输入耦合镜4耦合进稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤5，产生的L7 2.1nm的荧光经输出耦合镜反射，前后耦合镜以及稀土离子掺 杂的锗酸盐玻璃光纤形成激光谐振腔，不断调节泵浦源2的输出功率，当泵浦功率达到激 光阈值后，产生1.7~2.1pm的激光输出。输出的1.7~2.1pm激光经二色镜7后到达输出光 探测系统ll。
无论是单端泵浦方式还是双端泵浦方式，其装置中的输入耦合镜4和输出耦合镜6形 成的谐振腔均可用在稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤5两端分别镀上与输入耦合镜4和输 出耦合镜6相同功效的薄膜代替。 二、利用光纤布拉格光栅方案
图3为利用光纤布拉格光栅方案的装置示意。图3中与图1、图2中相同编号的对应
装置相同，所不同的是输出耦合镜6由光纤布拉格光栅12代替。该系统的工作原理是
泵浦源2在温控系统1作用下输出波长稳定的泵浦光，经准直聚焦透镜组3聚焦后透过输 入耦合镜4耦合进稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤5，产生的1.7~2.1pm的荧光在由输入耦 合镜4和光纤布拉格光栅12形成的谐振腔中来回振荡，输出1.7 2.1pm的激光经尾纤输出 后进入输出光探测系统11。该方案中光纤布拉格光栅12可以熔接到稀土离子掺杂的锗酸 盐玻璃光纤上，或直接在所述的稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤上通过位相掩模法或全息 法刻写光栅。输入耦合镜4可用在稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤入射端镀上与输入耦合 镜功能相同的薄膜的来代替。
使用光纤布拉格光栅的激光器可以通过电调谐、轴向压縮法、简支梁调谐法等调谐技 术实现可调谐激光输出。
实施例1图1是本发明"1.7 2.1)am锗酸盐玻璃光纤激光器"利用F-P腔双泵方案的 装置示意图。泵浦源2是一台输出波长均为803nm、光斑半径100pm的半导体激光器；泵 浦源9是一台输出波长为976nm、光斑半径为200pm的半导体激光器；稀土离子掺杂的锗 酸盐光纤5是一段内包层为D形1^13+/^3+共掺的锗酸盐玻璃双包层光纤，长为20cm，外 包层直径为30(Vm，纤芯直径为30pm。输入耦合镜4为平平二色镜，对波长处于780 810nm 的光波高透射(HT〉99。/。)，对波长处于1700~2100nm的光波高反射(HR〉99。/。)；输出耦合镜 6也为平平二色镜，对波长处于970 985nm的光波高透射(HT>99%)，对波长处于 1700~2100nm的光波部分透射(丁=15%)。 二色镜7的功能与输入耦合镜4相同。首先调整 光路的准直性，使泵浦光源2和泵浦光源9发出的激光光束、Tm^/YbS+共掺的锗酸盐玻璃 光纤保持在同一光路上。在温控系统1和温控系统10作用下，泵浦源2和泵浦源9在室温下分别输出波长稳定在803nm、 976nrn的激光。泵浦源2发出的803nm的激光经带尾纤的 准直聚焦透镜组3聚焦后透过输入耦合镜4耦合进Tm"Yb^共掺的锗酸盐玻璃光纤；泵浦 源9发出的976nm的激光经准直聚焦透镜组8聚焦后透过输出耦合镜6耦合进Tm3+/Yb3+ 共掺的锗酸盐玻璃光纤。二色镜7与光轴约成45。角，功能与输入耦合镜4相同。在由输入 耦合镜4和输出耦合镜6形成的谐振腔中，泵浦光在内包层经全反射多次通过纤芯，Tn^吸 收803nm泵浦光的能量，从基态3116跃迁到第一激发态3F4; Yb3+吸收976nrn的泵浦光 跃迁至2F5/2能级，处于2F5/2能级的YbS+将能量转移给处于基态3H6能级的Ti^+激发其跃迁 到3^能级上，然后经无辐射跃迁快速回落到￥4能级。当两个泵浦源的输出功率达到激光 阈值时，经受激发射产生波长为2.(nun的激光。产生的激光透过二色镜7进入光功率计11。 实施例2图2是本发明"1.7 2.1pm锗酸盐玻璃光纤激光器"利用F-P腔单泵方案的 装置示意图。泵浦源2是一台输出波长均为803nm、光斑半径100pm的半导体激光器；稀 土离子掺杂的锗酸盐光纤5是一段内包层为方形的掺Tm^锗酸盐玻璃双包层光纤，长 15cm，外包层直径为200pm,纤芯直径为20pm。输入耦合镜4为平平二色镜，对波长处 于780~810nm的光波高透射(1 >99%)，对波长处于1700~2100nm的光波高反射(1111>99%); 输出耦合镜6也为平平二色镜，对波长处于780~810nm的光波高透射(111>99%)，对波长 处于1700~2100nm的光波部分透射(1=15%)。 二色镜7的功能与输入耦合镜4相同。首先 调整光路的准直性，使泵浦光源2发出的激光光束、掺Tr^+锗酸盐玻璃光纤均保持在同一 光路上。在温控系统1作用下，泵浦源2输出波长稳定在803nm、光斑半径100pm的激光。 泵浦光经带尾纤的准直聚焦透镜组3聚焦后经输入耦合镜4耦合进内掺Tm^锗酸盐玻璃光 纤。在由输入耦合镜4和输出耦合镜6形成的谐振腔中，泵浦光在内包层经全反射多次通 过纤芯，Tm3+吸收泵浦光的能量，从基态31€6跃迁到第一激发态3F4，当两个泵浦源的输 出功率达到激光阈值时，经受激发射产生波长为1.9pm的激光。产生的激光透过二色镜7 进入光功率计ll。
实施例3图3为利用光纤布拉格光栅方案的装置示意。该系统的工作原理是泵浦 源2在温控系统1作用下输出波长稳定在803nm，经准直聚焦透镜组3聚焦后通过输入耦 合镜4耦合进掺铥锗酸盐玻璃光纤5中，产生的1.7~2.1pm的荧光在由输入耦合镜4和光 纤布拉格光栅12形成的谐振腔中来回振荡，达到激光阈值后获得激光输出。输出激光通过 简支梁调谐法获得1.7~2.1pm的可调谐激光输出，输出激光的相关参数可由输出光探测系 统11来确定。
权利要求
1、激光波长为1. 7～2.1μm的锗酸盐玻璃光纤激光器，包括泵浦源温控系统之一(1)，泵浦源之一(2)，带尾纤的准直聚焦透镜组之一(3)，输入耦合镜(4)，稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤(5)，输出耦合镜(6)，二色镜(7)，带尾纤的准直聚焦透镜组之二(8)、泵浦源之二(9)、泵浦源温控系统之二(10)，和输出光探测系统(11)，其特征在于激励介质为稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤(5)，所述稀土离子及其掺杂方式包括单掺Tm3+，或单掺Ho3+，或Tm3+/Ho3+共掺，或Tm3+/Yb3+共掺，或Ho3+/Yb3+共掺，或Tm3+/Ho3+/Yb3+三掺；激光谐振腔为由输入耦合镜(4)和输出耦合镜(6)构成的F-P腔，或采用在掺杂稀土离子的锗酸盐玻璃光纤(5)两端镀上分别与输入耦合镜(4)和输出耦合镜(6)相同功能薄膜的构成。
2、 根据权利要求l所述的激光波长为1.7 2.1pm的锗酸盐玻璃光纤激光器，其特征在 于激光激光谐振腔为F-P腔时，激光器采用泵浦源之一(2)或泵浦源之二(9)单端泵浦方式， 或同时采用泵浦源之一(2)和泵浦源之二(9)双端泵浦方式；激光谐振腔由输入耦合镜(4)和光 纤布拉格光栅(12)构成时，采用单端泵浦方式。
3、 根据权利要求1所述的激光波长为1.7~2.1pm的锗酸盐玻璃光纤激光器，其特征在 于输出耦合镜(6)用光纤布拉格光栅(12)代替。
4、 根据权利要求1所述的锗酸盐玻璃光纤激光器，其特征在于 当激励介质为单掺Tm3、或1^3+/!103+共掺的锗酸盐玻璃光纤，采用单端泵浦方式时以泵浦源之一(2)或泵浦源之二(9)为泵浦源，其输出波长范围为780 810nm或 1200 1220nrn;采用双端泵浦方式时泵浦源之一(2)和泵浦源之二(9)的输出波长均为 780~810nm或1200 1220nrn，或泵浦源之一(2)的输出波长为780 810nrn，泵浦源之二(9) 的输出波长为1200 1220nm，或泵浦源之一(2)的输出波长为1200 1220nrn，泵浦源之二(9) 的输出波长为780 810nm;当激励介质为Tm"Yb"共掺，或Tm"Ho"Yb"三掺的锗酸盐玻璃光纤，采用单端泵 浦方式时泵浦源之一(2)或泵浦源之二(9)采用输出波长处于780~810nm的半导体激光器， 或釆用输出波长处于970~985nm的半导体激光器，或采用输出波长范围为1200 1220nrn的 掺铥激光器；釆用双端泵浦方式时泵浦源之一(2)和泵浦源之二(9)的输出波长均为 780~810nm的半导体激光器，或采用输出波长处于970~985nm的半导体激光器，或均采用 输出波长范围为1200~1220nm的掺铥激光器；或泵浦源之一(2)和泵浦源之二(9)的输出波长 范围其中一个为780~810nm，另一个为1200~1220nm，其中一个为970~985nm另一个为1200~1220nm，其中一个为780 810nrn，另一个为970~985nm;当激励介质为单掺H^+的锗酸盐玻璃光纤，采用单端泵浦方式时泵浦源之一(2)或泵 浦源之二(9)采用输出波长为1700~2100nm的掺铥激光器，或采用输出波长为1530~1540nm 的摻铒激光器；采用双端泵浦方式时泵浦源之一(2)和泵浦源之二(9)均采用输出波长为 1700 2100nm的掺铥激光器，或均采用输出波长为1530 1540nm的掺铒激光器；当激励介质为Yb^/H^+共掺的锗酸盐玻璃光纤，采用单端泵浦方式时泵浦源之一(2) 或泵浦源之二(9)采用输出波长处于970 985nm的半导体激光器；采用双端泵浦方式时泵 浦源之一(2)和泵浦源之二(9)，其中一个为输出波长范围处于970~985nm的半导体激光器， 另一个为输出范围处于1700 2100nm的惨铥激光器或输出波长范围为1530 1540nm的掺铒 激光器；或泵浦源之一(2)和泵浦源之二(9)均采用两台输出波长范围处于970~985nm的半导 体激光器；
5、 根据权利要求4所述的激光波长为1.7 2.1^im的锗酸盐玻璃光纤激光器，其特征在 于输入耦合镜(4)、 二色镜(7)均应对泵浦源输出的激光具有较高的透过率，且透过率>80%， 对1700~2100nm的光波高反射，且反射率>80%;输出耦合镜(6)相应地对泵浦源输出的激 光高透射，且透过率>80%，对1700 2100nrn的光波透过率为T， 1%<T<30%。
6、 根据权利要求2所述的激光波长为1.7 2.1pm的锗酸盐玻璃光纤激光器，其特征在 于所述的光纤布拉格光栅直接熔接到稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤上，或直接在稀土 离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤(5)上通过位相掩模法或全息法刻写光栅。
7、 根据权利要求2或4所述的激光波长为L7 2.1pm的锗酸盐玻璃光纤激光器，其特 征在于当采用单端泵浦方式时，二色镜(7)用高通滤光片代替，高通滤光片对泵浦源的输 出波长具有高透过率T， T>80%;对激光器的输出波长具有高反射率R， R>80%。
8、 根据权利要求l所述的激光波长为L7 2.1pm的锗酸盐玻璃光纤激光器，其特征在 于所述的稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤(5)的结构为单包层或双包层；单包层及双包层 的内包层端面为圆形、椭圆形、D形、方形、矩形或梅花形；纤芯的位置位于包层的中心 或偏离包层中心。
9、 根据权利要求l所述的激光波长为1.7 2.1pm的锗酸盐玻璃光纤激光器，其特征在 于输入耦合镜(4)、输出耦合镜(6)为两面均为平面的二色镜或一面为平面另一面为凹面的 二色镜。
全文摘要
一种输出激光波长为1.7～2.1μm的锗酸盐玻璃光纤激光器，激励物质为稀土离子掺杂的锗酸盐玻璃光纤，谐振腔可采用F-P腔方案，或采用光纤布拉格光栅方案。采用F-P腔方案时，泵浦方式可采用单端泵浦和双端泵浦。本发明结构简单，成本低，输出波长稳定，光束质量好，能量转换效率高。采用F-P腔方案时，可获得波长稳定在1.7～2.1μm之间某一波长的激光输出；采用光纤布拉格光栅方案时可获得波长处于1.7～2.1μm的可调谐激光输出。通过半导体激光阵列可获得高功率的激光输出。
文档编号H01S3/067GK101420099SQ20081021950
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者于胜磊, 徐善辉, 杨中民 申请人:华南理工大学