本发明属于激光领域，尤其涉及一种光纤激光器。
背景技术：
光纤激光器巧妙地把光纤技术与激光原理有机地融为一体，具有高效率、高光束质量、结构紧凑等优点，是定位于机械加工、激光医疗、汽车制造和军事等行业的高强度光源。特别是千瓦级的高功率光纤激光器，可以直接进行金属切割、焊接、转孔等工业加工，而通过将多台千瓦级全光纤激光器进行功率合成，很容易得到万瓦级的激光输出，从而满足一些特殊领域的需求。目前为了得到高功率的连续激光输出，一般采用单级谐振方案，例如，采用单向泵浦的方案，其包括正向泵浦或者反向泵浦，由于受合束器工艺上的限制，输出功率最高只能达到1500W。若要继续提高输出功率，一般有两种方式，一是采用双向泵浦的方式，另一种是采用主振荡功率放大的方式。
专利CN201310138103.X中对未被增益光纤充分吸收的反向泵浦未做任何处理，实际激光运行时，这部分泵浦光容易通过正向合束器后进入、打坏正向泵浦源和指引光。同时，得到的高功率激光输出传输的无源光纤较长，容易出现非线性效应，即受激拉曼散射。
专利CN201310413877.9中通过在增益光纤中间安装剥模器来防止未吸收的反向泵浦光进入正向合束器和泵浦源，这对该剥模器的工艺要求非常高，若剥模不充分，正向泵浦源和指引光被打坏的几率仍然很高。另外，增益光纤中间比光纤末端会残留更多的未吸收泵浦光，这样会降低激光转换效率。
综上所述，现有的获取高功率激光的激光器对工艺要求十分严苛，工艺也不稳定，不但容易出现非线性效应，而且还极易造成器件损坏。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种激光器，旨在解决现有的获取高功率激光的激光器工艺不稳定、器件易损坏的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种光纤激光器，包括：
产生种子激光的谐振源、将所述种子激光进行功率放大的一级功率放大器，以及设于所述谐振源与所述一级功率放大器间的第一剥模器；
所述谐振源沿激光产生至形成种子激光输出的方向依次包括：谐振泵浦源、谐振泵浦信号合束器、高反光纤光栅、第一增益光纤，及低反光纤光栅；
所述一级功率放大器沿种子激光输入至放大输出的方向依次包括：放大泵浦源、放大泵浦信号合束器、第二增益光纤、第二剥模器、准直器。
本发明提供了一种光纤激光器，包括谐振源、一级功率放大器，以及设于谐振源与一级功率放大器间的第一剥模器；通过谐振源产生种子激光，经过一级功率放大器得到超过2KW的高功率激光；第一剥模器、第二剥模器能及时对残留的泵浦光进行滤除，提高了激光传输的稳定性及准确性，减小了出现非线性效应的几率；同时光纤激光器的光器件排布更加合理，工艺更加稳定、可靠，多个探测器降低了谐振泵浦源、放大泵浦源和指引光装置被打坏的几率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的光纤激光器的器件排布图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的光纤激光器，通过谐振源产生种子激光，经过一级功率放大器得到超过2KW的高功率激光；通过第一剥模器、第二剥模器及时对残留的泵浦光进行滤除，提高了激光传输的稳定性及准确性，减小了出现非线性效应的几率；同时光纤激光器的光器件排布更加合理，工艺更加稳定、可靠，多个探测器降低了谐振泵浦源、放大泵浦源和指引光装置被打坏的几率。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现方式作详细说明。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，一种光纤激光器主要包括：产生种子激光的谐振源1；将种子激光进行功率放大的一级功率放大器2，以及设于谐振源1与一级功率放大器2间的第一剥模器3。
详细地，图中方向N表示激光输出的方向，谐振源1沿激光输出的方向上依次包括：谐振泵浦源11、谐振泵浦信号合束器12、高反光纤光栅13、第一增益介质14，以及低反光纤光栅15。一级功率放大器2沿激光输出的方向依次包括：放大泵浦源21、放大泵浦信号合束器22、第二增益介质23、第二剥模器24，以及准直器25。
在本发明实施例中，谐振源1内激光功率较小，高功率激光传输主要集中在一级功率放大器2中，得到的高功率激光经过第二剥模器24和准直器25后直接输出至光纤激光器外，无源传输光纤长度较短，提高了非线性效应的阈值。
在本发明的一个实施例中，谐振泵浦源11与放大泵浦源21均包含至少一个尾纤输出的半导体激光器，优选的，谐振泵浦源11与放大泵浦源21均包含不止一个半导体激光器，通过多个半导体激光器共同作用，来提升泵浦源的功率。其中，谐振泵浦源11和放大泵浦源21的波长可以不同，但是组成谐振泵浦源11的多个半导体激光器，波长需要一致，半导体激光器的方向相同，均为正向泵浦，以防止相互干扰。同理，组成放大泵浦源21的多个光纤半导体，其波长也需要一致，半导体激光器的方向相同，均为正向泵浦，以防止相互干扰。
在本发明的一个实施例中，半导体激光器的工作波长通常为915nm、940nm或976nm中的一种，或多种组合，当然根据实际需求，半导体激光器的波长还可以是其他，选择较为灵活，这里并不作限定。其中，放大泵浦源21的总功率大于谐振泵浦源11的输出功率，以实现功率放大功能。
在本发明的一个实施例中，谐振泵浦信号合束器12主要用于将谐振泵浦源11中的多路泵浦光合束到一根光纤中输出，以提高泵浦功率。同样地，放大泵浦信号合束器22用于将放大泵浦源21中的多路泵浦光合束到一根光纤中输出，以提高泵浦功率。
在本发明实施例中，高反光纤光栅对信号光的反射率大于99％，低反光纤光栅对信号的反射率小于12％，这两者构成了激光器的谐振腔。
在本发明的一个实施例中，第一增益介质14及第二增益介质23可为增益光纤。优选的，第一增益介质14及第二增益介质23均为双包层非圆形光纤，并以一定的弯曲半径放置在冷水板上的V型槽内。进一步地，第一增益介质14及第二增益介质23表面覆有散热介质，以提高光束质量，并利于散热；例如，在外表面覆盖散热胶。
在本发明实施例中，第一剥模器3及第二剥模器24用于吸收进入光纤包层的光，减小这些有害光对激光传播效率的影响，避免干扰激光传输。同时剥除这些有害光会产生大量的热，因此剥模器外侧应配置相应的散热组件。
在本发明实施例中，第一剥模器3设于谐振源1与一级功率放大器2之间，以滤除谐振源1中未吸收的泵浦光，防止对后续放大进行干扰。若无第一剥模器3，则谐振源1中未吸收的泵浦源会进入一级功率放大器2中，容易损坏放大器中的光器件。
在本发明的一个优选实施例中，第一剥模器3与第二剥模器24为多段式结构，其可对未吸收的泵浦光进行分段吸收，每段剥模器长度较小，散热区域较为分散，从而使泵浦光的滤除更为充分。以下以第二剥模器24举例说明。
例如，激光经过第二增益介质23之后，会有超过百瓦的未吸收的泵浦光，若要一次性充分滤除这些泵浦光，需要的剥模器长度很长，甚至超过1m，这将极大的增加激光器结构的尺寸。因此，在第二增益介质23之后制作多段式的第二剥模器24，每段剥模器长度较短，不超过15cm，各段间隔灵活，以方便放置剥模部分为准。
在本发明的一个实施例中，光纤激光器还包括通过谐振泵浦信号合束器12的信号接入端接入光纤激光器的主光路的指引光装置41。其中，指引光装置41为带尾纤的半导体激光器，工作波长在可见光范围。例如，指引装置的指引光一般为红光或绿光等可见光，由于指引光和激光具有相同的路径，光纤激光器启动后指引光装置即打开，通过指引光对光路进行调节，或者对准激光加工位置，使激光器的测试、调试和加工过程更为方便。
在本发明的一个实施例中，在激光自发辐射过程中，光纤中的激光是向两端发射的，由于高反光纤光栅13的反射率并不能达到100％，所以会有一小部分激光通过高反光纤光栅13和谐振泵浦信号合束器12进行反向传输。因此，本发明中的光纤激光器还包括可对谐振源1中反向输出的激光进行监测的第一探测器42。其中，第一探测器42与谐振源1之间还设有波分复用器43，用以将谐振源1中的反向传输激光导出至探测器42中。若探测器42探测到的反向传输激光功率稳定在一特定范围内，则表示激光输出稳定；若探测到的反向传输激光功率超出该特定范围，则表示激光输出异常。
在本发明的一个实施例中，第一剥模器3与一级功率放大器2之间设有第二探测器5。第二剥模器24与准直器25之间设有第三探测器6。详细地，谐振源1可产生功率为200～1000W的种子源激光，经过一级功率放大器2后可得到超过2KW的高功率激光输出。谐振源1和一级功率放大器2的泵浦源的开启有时序要求，即谐振源1有激光输出后才能打开一级功率放大器2的放大泵浦源21，以保护光路，因此本发明中，在第一剥模器3之后设置第二探测器5，在第二剥模器24之后设置第三探测器6，通过第二探测器5及第三探测器6来保证光路安全。
详细的，首先给谐振泵浦源3加载一定的驱动电流，若第一剥模器3和第二剥模器24之后的第二探测器5及第三探测器6能探测到激光，继续增大谐振泵浦源11的驱动电流至预设值，激光输出正常则开启放大泵浦源21的驱动电流至预设值。当探测器17或18未探测到激光，即激光输出异常，则应立即关闭电源，以保护光纤激光器的器件不被损毁。
在本发明的一个实施例中，光纤激光器的所有器件均带尾纤，并通过光纤熔接机熔合在一起，构成全光纤结构；由于全光纤结构中光纤都是熔接在一起的，长距离传输不需要进行调光等机械操作来保证激光各器件对准，即免维护，也提高了稳定性。
上述发明实施例中，光纤激光器包括谐振源、一级功率放大器，以及设于谐振源与一级功率放大器间的第一剥模器；谐振源依次包括：谐振泵浦源、谐振泵浦信号合束器、高反光纤光栅、第一增益介质，及低反光纤光栅；一级功率放大器依次包括：放大泵浦源、放大泵浦信号合束器、第二增益介质、第二剥模器、准直器。通过谐振源产生种子激光，经过一级功率放大器可得到超过2KW的高功率激光输出；第一剥模器、第二剥模器能及时对残留的泵浦光进行滤除，提高了激光传输的稳定性及准确性，减小了出现非线性效应的几率，也避免了残留泵浦光对激光传播过程造成的干扰；同时光纤激光器的光器件排布更加合理，工艺更加稳定、可靠，设置多个探测器，降低了谐振泵浦源、放大泵浦源或指引光装置被打坏的几率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。