专利名称：简单高效可调谐的调q双包层光纤激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及短脉冲被动调Q的双包层光纤激光器，特别是可调谐的、窄线宽的、脉冲宽度几个纳秒、高峰值功率的双包层光纤激光器。
背景技术：
可调谐的窄线宽、短脉冲、高峰值功率激光器，在激光测距、材料加工、通信、遥感、国防工程等领域有着十分重要的应用。在先技术采用激光二极管(LD)脉冲端面泵浦双包层光纤激光器，输出线宽1.6nm，中心波长1098nm的纳秒级激光脉冲。参见文献[Electron.Lett.15652-654，2003]，采用脉冲端面泵浦可能会产生对光纤泵浦端面的损伤。文献没有对输出激光的光谱加以控制，不具备可调谐，而且光谱稳定性比较差。因为随着激光器的长期连续工作，热效应问题使输出激光光谱发生漂移。在先技术文献[Opt.Lett.29724-726，2004]，在腔外采用两块空间光栅对混合调Q输出的激光波长进行调谐。虽然采用空间光栅调谐范围大、线宽窄，但是增加了谐振腔的复杂性和调节困难性，而且插入损耗很大，因为单片反射光栅衍射效率在20％-40％，大部分的激光能量被损耗掉了，所以输出效率比较低。
发明内容
本发明旨在克服上述在先技术的不足，提供一种简单高效可调谐的调Q双包层光纤激光器，该激光器应具有结构紧凑、灵活、调谐简单方便、插入损耗小，大大提高输出激光效率。
本发明的具体技术方案如下一种简单高效可调谐的调Q双包层光纤激光器，其特征在于包括一具有外包层、内包层和纤芯的双包层光纤，在该双包层光纤一端的纤芯上刻设有光纤光栅，在该光纤光栅外是一光纤光栅调节装置，在所述的双包层光纤的另一端外设有一谐振腔镜，所述的双包层光纤的中间侧面开有一V型槽口并对准该V型槽口有一V型槽泵浦系统，该V型槽泵浦系统自外向纤芯由激光二极管泵浦源、透镜组)和透明基底组成，所述的光栅调节装置包括一供所述的光纤光栅)紧贴套设的塑料套管，该塑料套管放置在一具有弧形槽的基底和金属韧性弹条之间夹持，利用多个套有弹簧的螺钉固定。
所述的谐振腔镜对激光和泵浦激光具有高反射率。
所述的双包层光纤的纤芯的两端面有一小的倾角，以防止菲涅尔反射。
所述的所说的双包层光纤的纤芯的直径＜10μm。
激光二极管泵浦源通过光纤的侧面脉冲泵浦双包层光纤，光波电矢量和光纤纤芯作用，产生了电致伸缩，继而在光纤纤芯内产生声波场，当光波经过该声波场时发生衍射。周期性声波场瞬态反馈，实现了光纤激光器的被动调Q。最后利用双包层光纤光栅调节装置弹压光纤光栅，改变光栅内部的折射率来达到输出激光波长的调谐。
本发明的技术效果本发明采用V型槽脉冲侧面泵浦，避免了端面泵浦对光纤激光端面的损伤。而且泵浦点的选择非常灵活，可以在光纤段中任意一点选择泵浦。
与在先技术腔外采用光栅对相比，本发明用直接的双包层光纤布拉格光栅作为波长选择器，使光纤激光器紧凑、简单，避免了额外的插入损耗，提高了激光输出效率。
本发明利用一种简单的机械弹压装置来调谐光纤光栅对激光波长的选择，在一定程度上可代替空间光栅的调谐作用；而且也可补偿激光器工作产生的热效应带来的激光工作波长的漂移，提高谐振腔的稳定性。
图1为本发明简单高效率可调谐的的调Q双包层光纤激光器示意图；图2为本发明光纤光栅调节装置示意图。
具体实施例方式
请先参阅图1和图2，图1为本发明简单高效率可调谐的调Q双包层光纤激光器示意图，图2为本发明光纤光栅调节装置示意图。由图可见本发明简单高效率可调谐的调Q双包层光纤激光器，其特征在于包括一具有外包层2、内包层3和纤芯4的双包层光纤，在该双包层光纤一端的纤芯4上刻设有光纤光栅9，在该光纤光栅9外是一光纤光栅调节装置10，在所述的双包层光纤的另一端外设有一谐振腔镜1，所述的双包层光纤的中间侧面开有一V型槽口并对准该V型槽口有一V型槽泵浦系统5，该V型槽泵浦系统5自外向纤芯4由激光二极管泵浦源7、透镜组8和透明基底6组成，所述的光栅调节装置10包括一供所述的光纤光栅9紧贴套设的塑料套管14，该塑料套管14放置在一具有弧形槽的基底15和金属韧性弹条13之间夹持，利用多个套有弹簧11的螺钉12固定。
泵浦光通过V型槽侧面进入双包层内包层中，通过多次反射耦合到纤芯中去。由于泵浦光与光纤纤芯作用，非线性效应产生受激布里渊调Q短脉冲。调节光纤光栅调节装置中的螺钉带动弹片挤压双包层光纤光栅，在一定范围内选择或改变激光波长。
下面举一具体实施例的参数介绍如下采用双包层光纤长度为18m，纤芯中掺杂Yb3+，内包层尺寸为100×200μm(NA＝0.47)，纤芯直径为6μm(NA＝0.16)，LD泵浦波长975nm，光纤光栅中心波长1080nm，能够获得的脉冲能量大大提高，脉冲宽度在3ns-5ns，线宽低于0.1nm，通过调节光线光栅，激光波长调谐范围大于20nm。
综上所述，本发明的实验表明与在前技术相比，本发明具有结构紧凑、灵活、调谐简单方便、插入损耗小，大大提高了输出激光效率。
权利要求
1.一种简单高效可调谐的调Q双包层光纤激光器，其特征在于包括一具有外包层(2)、内包层(3)和纤芯(4)的双包层光纤，在该双包层光纤一端的纤芯(4)上刻设有光纤光栅(9)，在该光纤光栅(9)外是一光纤光栅调节装置(10)，在所述的双包层光纤的另一端外设有一谐振腔镜(1)，所述的双包层光纤的中间侧面开有一V型槽口并对准该V型槽口有一V型槽泵浦系统(5)，该V型槽泵浦系统(5)自外向纤芯(4)由激光二极管泵浦源(7)、透镜组(8)和透明基底(6)组成，所述的光栅调节装置(10)包括一供所述的光纤光栅(9)紧贴套设的塑料套管(14)，该塑料套管(14)放置在一具有弧形槽的基底(15)和金属韧性弹条(13)之间夹持，利用多个套有弹簧(11)的螺钉(12)固定。
2.根据权利要求1所述的双包层光纤激光器，其特征在于所述的谐振腔镜(1)对激光和泵浦激光具有高反射。
3.权利要求1中所说的双包层光纤，其特征在于双包层光纤的纤芯(4)的两端面有一小的倾角，以防止菲涅尔反射。
4.根据权利要求1所述的双包层光纤激光器，其特征在于所述的所说的双包层光纤的纤芯(4)的直径＜10μm。
全文摘要
一种简单高效可调谐的调Q双包层光纤激光器，包括一具有外包层、内包层和纤芯的双包层光纤，在该双包层光纤一端的纤芯上刻设有光纤光栅，在该光纤光栅外是一光纤光栅调节装置，在所述的双包层光纤的另一端外设有一谐振腔镜，所述的双包层光纤的中间侧面开有一V型槽口并对准该V型槽口有一V型槽泵浦系统，该V型槽泵浦系统自外向纤芯由激光二极管泵浦源、透镜组和透明基底组成，所述的光栅调节装置包括一供所述的光纤光栅紧贴套设的塑料套管，该塑料套管放置在一具有弧形槽的基底和金属韧性弹条之间夹持，利用多个套有弹簧的螺钉固定。本发明具有结构紧凑、灵活、调谐方便、插入损耗小，大大提高输出激光效率。
文档编号H01S3/10GK1874085SQ20061002842
公开日2006年12月6日 申请日期2006年6月30日 优先权日2006年6月30日
发明者楼祺洪, 赵宏明, 周军, 董景星, 魏运荣 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所