频光纤激光器中受激布里渊散射的装置结构示意图。
[0020]图中:1 一上PZT压电陶瓷，2—水冷管道，3—上凹槽，4一金属锥形环，5—螺纹槽，6—下凹槽，7—下PZT压电陶瓷。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述，需要说明的是本发明要求保护的范围并不局限于实施例所表述的范围。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。
[0022]如图1所示，本发明实施例中PZT压电陶瓷有不同形状，其形状可以为环形、锥形、圆柱形等。
[0023]如图2所示，抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，包括上PZT压电陶瓷1、水冷管道2、上凹槽3、金属锥形环4、螺纹槽5、下凹槽6、下PZT压电陶瓷7 —起组合而成。所述的上凹槽3、下凹槽6分别为在金属锥形环4上、下底面各开出一槽，接着分别嵌入与紧紧固定上PZT压电陶瓷1、下PZT压电陶瓷7于上凹槽3、下凹槽6之中；所述的螺纹槽5为金属锥形环4的侧面自上而下刻出，可以将所述大功率单频光纤激光器中的有源双包层光纤盘绕于其中，并且填充导热硅胶进行散热。所述的水冷管道2为金属锥形环4的内环(通孔)所构成，该水冷管道2连接到具有恒温功能的冷水机上，可以对金属锥形环4进行温度控制。
[0024]其中金属锥形环4的材质为铝，即其形状为圆台中间开孔；其内环、上外环、下外环的直径分别为1.5 cm、4 cm、8 cm，其高度为8 cm。
[0025]其中上凹槽3和下凹槽6的内径分别为2 cm、6 cm，外径分别为3.5 cm、7.5 cm，凹槽深度均为2 cm ο
[0026]其中上PZT压电陶瓷1和下PZT压电陶瓷7的形状为环形，其内径分别为2.5 cm、6.5 cm，外径分别为3.5 cm、7.5 cm，高度均为2 cm。
[0027]其中施加于上PZT压电陶瓷1和下PZT压电陶瓷7的交流偏置电压信号为三角形波形，电压峰峰值约为70 V。
[0028]其中水冷管道2的通孔直径即为金属锥形环4的内环直径，即为1.5 cm，水冷管道2连接到具有恒温功能的冷水机上，控制金属锥形环4的温度为25 V。
[0029]其中螺纹槽为单道内螺纹，其形状为矩形；螺纹宽度为350 Mffl，螺纹深度为500
Mfl1
[0030]基于所述大功率单频光纤激光器中的有源双包层光纤缠绕弯曲于金属锥形环4侧面的方式，不仅可以使双包层光纤沿轴向产生应力梯度分布；而且可以滤除双包层光纤中存在的高阶模式，以获得近衍射极限光束输出；甚至，双包层光纤紧贴于金属锥形环4的侧面，可以有效地带走光纤中由于量子亏损而产生的热量。再者，基于压电效应，通过连续的调节与控制偏置电压信号，使得上PZT压电陶瓷1和下PZT压电陶瓷7均相应出现形变(位移)，致使金属锥形环4产生不同的侧向应力，进一步对螺纹槽5里面的双包层光纤产生不同的侧向应力分布，因此可以扩展光纤的受激布里渊散射增益带宽，实现提高光纤受激布里渊散射阈值的目的。基于上述方式，最终可以实现大功率、高光束质量、高稳定性的单频光纤激光输出，即该装置可以有效地抑制大功率单频光纤激光器中的受激布里渊散射。
【主权项】
1.一种抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，其特征在于:包括上PZT压电陶瓷(1)、水冷管道(2)、上凹槽(3)、金属锥形环(4)、螺纹槽(5)、下凹槽(6)和下PZT压电陶瓷(7);所述的金属锥形环上、下底面各开有一个凹槽即所述上凹槽和下凹槽，上凹槽和下凹槽分别相应用于嵌入和固定上PZT压电陶瓷、下PZT压电陶瓷；所述的金属锥形环的侧面自上而下刻有所述螺纹槽，用于盘绕有源双包层光纤；所述的金属锥形环的内环通孔作为水冷管道，该水冷管道连接到具有恒温功能的冷水机上进行温度控制。2.如权利要求1所述的抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，其特征在于:所述的金属锥形环(4)由导热性能良好的铜或铝制作而成；其形状即为圆台中间开一通孔形成的锥形环状。3.如权利要求1所述的抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，其特征在于:所述的金属锥形环(4)内环、上外环、下外环的直径为1~50 cm，高度为1~50 cm ;所述的上PZT压电陶瓷(1)和下PZT压电陶瓷(7)的形状为环形、锥形或圆柱形，两者的内径为1~15 cm，外径为2~30 cm，高度为1~15 cm。4.如权利要求1所述的抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，其特征在于:所述的上凹槽(3)和下凹槽(6)形状均为环形，两者的内径为1~15 cm，外径为2~35cm，凹槽深度为1~15 cm ο5.如权利要求1所述的抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，其特征在于:所述的上ΡΖΤ压电陶瓷(1)和下ΡΖΤ压电陶瓷(7)分别嵌于上凹槽(3)和下凹槽(6)之中，并且用光学胶紧密固定。6.如权利要求1所述的抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，其特征在于:所述上ΡΖΤ压电陶瓷(1)和下ΡΖΤ压电陶瓷(7)分别加载不同的交流偏置电压信号，所述的电压信号为矩形、三角形或正弦波形。7.如权利要求1所述的抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，其特征在于:所述的水冷管道(2)由金属锥形环(4)的内环中心通孔所构成，所述的水冷管道(2)连接到具有恒温功能的冷水机上，控制金属锥形环(4)的温度范围为10~70 °C。8.如权利要求1所述的抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，其特征在于:所述的螺纹槽(5)为单道内螺纹，其形状为矩形或梯形，螺纹宽度和深度分别为50—2000 Mm、50~5000 Mm。9.如权利要求1所述的抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，其特征在于:在所述的螺纹槽(5)里面紧密地盘绕所述大功率单频光纤激光器的工作介质即有源双包层光纤，以形成应力梯度、散热和滤除高阶模式。10.如权利要求1所述的抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，其特征在于:所述的上PZT压电陶瓷(1)和下PZT压电陶瓷(7)随加载的交流偏置电压值的变化，可以施加于金属锥形环(4)不同的侧向应力，进一步造成螺纹槽(5)里面的有源双包层光纤产生不同的应力分布，提高其受激布里渊散射的阈值，从而实现对大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的有效抑制。
【专利摘要】本发明提供一种抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置，其包括：金属锥形环、上PZT压电陶瓷、下PZT压电陶瓷、水冷管道、上凹槽、下凹槽、螺纹槽等。所述金属锥形环的侧面自上而下刻有螺纹槽，用于紧密盘绕所述大功率单频光纤激光器中的有源双包层光纤，利用光纤缠绕弯曲于锥状物体的方式，以便形成应力梯度、散热和滤除光纤中的高阶模式。再者，所述PZT压电陶瓷对金属锥形环施加不同的侧向应力，进一步影响缠绕于上有源双包层光纤的应力分布。本发明有效地抑制大功率单频光纤激光器中的受激布里渊散射，可以获得大功率、高光束质量、高稳定性的单频光纤激光输出，其装置结构简单、紧凑可靠、且便于集成化、多功能化。
【IPC分类】H01S3/23, H01S3/30, H01S3/094
【公开号】CN105322431
【申请号】CN201510869954
【发明人】杨中民, 杨昌盛, 徐善辉, 冯洲明, 张勤远, 姜中宏
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月30日