专利名称：一种基于宽带光谱光纤激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种基于宽带光谱光纤激光器。
背景技术：
现今，有关光纤激光器的研究逐渐成为众多科学家的关注对象。如何通过有效技术手段使光纤激光器在稳定输出功率的同时提高光纤激光器单脉冲能量和峰值功率，并且能有效地抑制光纤中非线性效应成为国内外研究的重点。1991年《optics letters》报道了一篇题为《Narrow-1 inewidth stimulated Brillouin fiber laser and applications》，文章介绍了窄线宽光纤激光器的受激布里渊效应，作者对于窄线宽情况下光纤激光器中非 线性效应做了相应的研究，但研究结果对于如何通过有效方法抑制非线性效应这一关键技术难点没有给予详细充分的解释。2003年，申请专利号CN200310109997. 6，长春光机所一篇名为《高功率、窄线宽双包层光纤激光器及制作方法》的专利实现了窄带输出，但此方法难以抑制光纤中的非线性效应。传统的光纤激光器种子源通常由窄带反射谐振腔组成，易于产生非线性效应，而由窄带反射谐振腔组成的光纤激光器以及脉冲光纤激光器单脉冲能量和峰值功率的提升受到限制，使得光纤激光器输出功率的稳定性较低，并且构成的谐振腔配对困难。本发明设计的一种基于宽带光谱光纤激光器与传统的光纤激光器相比通过一对宽带反射谐振腔形成宽带激光输出，并以此宽带激光作为种子源进行光纤放大。此发明的宽带光谱光纤激光器利用宽带光谱反射谐振腔具有低阈值、易配对的特点，有效地抑制了光纤中非线性效应的产生，使得脉冲光纤激光器单脉冲能量和峰值功率有了明显地提升，提高了光纤激光器输出功率的稳定性。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种非线性效应小、稳定性高的基于宽带光谱光纤激光器。根据本发明实施例的一种基于宽带光谱光纤激光器，包括镀有高反膜系反射腔镜、泵浦源、光学耦合器件、增益光纤、部分反射谐振器件、耦合部件，其特征在于所述高反膜系反射腔镜与所述部分反射谐振器件形成宽带反射谐振腔，所述泵浦源输出的泵浦光经过所述宽带反射谐振腔形成宽带激光，所述宽带激光经所述耦合部件进入所述增益光纤形成宽带激光输出。在本发明的一个实施例中，所述宽带光谱光纤激光器以宽带激光作为激光器种子源进行放大。在本发明的一个实施例中，所述光学耦合器件为侧面泵浦耦合器或端面泵浦耦合器。在本发明的一个实施例中，所述泵浦源为半导体激光器、光纤激光器或固体激光器。
在本发明的一个实施例中，所述增益光纤为双包层或多包层光纤。在本发明的一个实施例中，所述增益光纤为掺杂光纤，掺杂粒子为Yb、Er、Tm中的一种或多种。在本发明的一个实施例中，所述增益光纤的内包层形状为八边形、D形或六边型。在本发明的一个实施例中，所述部分反射谐振器件为镀有低反膜系的反射腔或宽带光纤光栅。在本发明的一个实施例中，所述宽带光谱光纤激光器的放大系统为一级放大或多级放大。本发明设计了一种基于宽带光谱光纤激光器。其特点在于通过使用一对宽带反射谐振腔形成宽带激光输出，并以此宽带激光作为种子源进行光纤放大。本发明宽带光谱光纤激光器有效地抑制了光纤中非线性效应，使得脉冲光纤激光器单脉冲能量和峰值功率有 了明显地提升，提高了光纤激光器输出功率的稳定性。本发明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，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/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1为一种基于宽带光谱光纤激光器的结构原理图；图2为一种基于宽带光谱光纤激光器的结构原理图；图3为一种基于宽带光谱光纤激光器的结构原理图；图4为一种基于宽带光谱光纤激光器的结构原理图。其中，I表示镀有高反宽带膜系反射腔镜；2表示泵浦源；3表示光学耦合器件；4表不增益光纤；5表不宽带光纤光栅；6表不稱合部件；7表不镀有低反宽带膜系反射腔镜；8表示调Q装置。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。根据本发明实施例的一种基于宽带光谱光纤激光器，包括镀有高反膜系反射腔镜、泵浦源、光学耦合器件、增益光纤、部分反射谐振器件、耦合部件，其特征在于高反膜系反射腔镜与部分反射谐振器件形成宽带反射谐振腔，泵浦源输出的泵浦光经过宽带反射谐 振腔形成宽带激光，宽带激光经耦合部件进入增益光纤形成宽带激光输出。在本发明的一个实施例中，宽带光谱光纤激光器以宽带激光作为激光器种子源进行放大。在本发明的一个实施例中，光学耦合器件为侧面泵浦耦合器或端面泵浦耦合器。在本发明的一个实施例中，泵浦源为半导体激光器、光纤激光器或固体激光器。在本发明的一个实施例中，增益光纤为双包层或多包层光纤。在本发明的一个实施例中，增益光纤为掺杂光纤，掺杂粒子为Yb、Er、Tm中的一种或多种。在本发明的一个实施例中，增益光纤的内包层形状为八边形、D形或六边型。在本发明的一个实施例中，部分反射谐振器件为镀有低反膜系的反射腔或宽带光纤光栅。在本发明的一个实施例中，的宽带光谱光纤激光器的放大系统为一级放大或多级放大。为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。如图1所示，一种基于宽带光谱光纤激光器的结构装置，包括镀有高反宽带膜系反射腔镜、耦合部件、泵浦源、光学耦合器件、增益光纤、宽带光纤光栅。其中，镀有高反膜系反射腔镜I和宽带光纤光栅5形成宽带反射谐振腔，泵浦源2所输出泵浦光经过光学耦合器件3进入增益光纤4通过宽带反射谐振腔输出激光，并以此作为种子源经过一段增益光纤4进行放大。如图2所示，一种基于宽带光谱光纤激光器的结构装置，包括镀有高反膜系反射腔镜、耦合部件、泵浦源、光学耦合器件、增益光纤、镀有低反宽带膜系反射腔镜。其中，镀有高反宽带膜系反射腔镜I和镀有低反宽带膜系反射腔镜7形成宽带反射谐振腔，泵浦源2所输出泵浦光经过光学耦合器件3进入增益光纤4通过宽带反射谐振腔输出激光，并以此作为种子源经过一段增益光纤4进行放大。
如图3所示，包括镀有高反宽带膜系反射腔镜、调Q装置、耦合部件、泵浦源、光学耦合器件、增益光纤、宽带光纤光栅。其中，高反宽带膜系反射腔镜I和宽带光纤光栅5形成宽带反射谐振腔，泵浦源2所输出泵浦光经过光学耦合器件3进入增益光纤4，调Q装置8对通过宽带反射谐振腔输出激光进行调Q，输出的脉冲激光作为种子源经过一段增益光纤4进行放大。如图4所示，一种基于宽带光谱光纤激光器的结构装置，包括镀有高反宽带膜系反射腔镜、调Q装置、耦合部件、泵浦源、光学耦合器件、增益光纤、镀有低反宽带膜系反射腔镜。其中，镀有高反宽带膜系反射腔镜I和镀有低反宽带膜系反射腔镜7形成宽带反射谐振腔，泵浦源2所输出泵浦光经过光学耦合器件3进入增益光纤4，调Q装置8对通过宽带反射谐振腔输出激光进行调Q，输出的脉冲激光作为种子源经过一段增益光纤4进行放大。本发明设计了一种基于宽带光谱光纤激光器。其特点在于通过使用一对宽带反射谐振腔形成宽带激光输出，并以此宽带激光作为种子源进行光纤放大。本发明宽带光谱光 纤激光器有效地抑制了光纤中非线性效应，使得脉冲光纤激光器单脉冲能量和峰值功率有了明显地提升，提高了光纤激光器输出功率的稳定性。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
权利要求
1.一种基于宽带光谱光纤激光器，包括镀有高反膜系反射腔镜、泵浦源、光学稱合器件、增益光纤、部分反射谐振器件、耦合部件，其特征在于所述高反膜系反射腔镜与所述部分反射谐振器件形成宽带反射谐振腔，所述泵浦源输出的泵浦光经过所述宽带反射谐振腔形成宽带激光，所述宽带激光经所述耦合部件进入所述增益光纤形成宽带激光输出。
2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于所述宽带光谱光纤激光器以宽带激光作为激光器种子源进行放大。
3.根据权利要求1和2所述的激光器，其特征在于所述光学耦合器件为侧面泵浦耦合器或端面泵浦耦合器。
4.根据权利要求1-3所述的激光器，其特征在于所述泵浦源为半导体激光器、光纤激光器或固体激光器。
5.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于所述增益光纤为双包层或多包层光纤。
6.根据权利要求6所述的激光器,其特征在于所述增益光纤为掺杂光纤,掺杂粒子为Yb、Er、Tm中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于所述增益光纤的内包层形状为八边形、D形或六边型。
8.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于所述部分反射谐振器件为镀有低反膜系的反射腔或宽带光纤光栅。
9.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于所述宽带光谱光纤激光器的放大系统为一级放大或多级放大。
全文摘要
本发明涉及一种基于宽带光谱光纤激光器，包括镀有高反膜系反射腔镜、泵浦源、光学耦合器件、增益光纤部分反射谐振器件，其中，基于宽带光谱光纤激光器通过一对宽带反射谐振腔形成宽带激光输出，并以此宽带激光作为种子源进行光纤放大。此发明的宽带光谱光纤激光器具有低阈值、易配对的特点，有效地抑制了光纤中非线性效应，使得脉冲光纤激光器单脉冲能量和峰值功率有了明显地提升，提高了光纤激光器输出功率的稳定性。
文档编号H01S3/08GK103001110SQ20121051842
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者肖起榕, 巩马理, 张海涛, 闫平 申请人:清华大学