一种光纤耦合微片激光器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种光纤耦合微片激光器。包括LD、光束整形聚焦系统、一体化的激光微片和TEC光纤头。在TEC光纤头的入射端面上镀制一层作为激光耦合输出的部分反射膜，然后将入射端面镀有高反膜的激光微片的出射面通过光胶的方式粘结在TEC光纤头的入射面上，且将一体化的激光微片和TEC光纤头放置在TEC热电材上进行温控。以此结构制成的LD泵浦光经过光束整形聚焦系统泵浦激光微片且直接光纤耦合输出的微片激光器，降低了传统光纤耦合系统复杂性。此种微片激光器不仅可以改善光纤头散热性能，而且可以简化传统激光光纤耦合系统复杂性的微片式光纤耦合激光器结构。其结构简单合理，易于批量制作。
【专利说明】一种光纤耦合微片激光器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及激光领域，具体地说，涉及一种光纤耦合微片激光器。
【背景技术】
[0002] 微片激光器由于其效率高、体积小、结构紧凑，可以在连续和脉冲状态下运转而备 受人们青睐。然而问题是，微片激光器的光束质量一般较差，传输一定距离后，光束发散较 严重，进而影响实际的操作和应用，难以实现远距离作业。
[0003] 微片激光器光纤f禹合输出激光可以实现长距离传输，还具有损耗低的优点，保证 了光束质量的同时减小了传输损耗。又因为光纤线具有较高柔韧性，可以弯曲，对灰尘振荡 冲击温度湿度等具有很高的容忍度，使得机械系统的设计变得非常简单、灵活，能够很容易 胜任各种多维空间加工应用需求。
[0004] 然而固体微片激光器的光纤耦合是一个费工费时，对调节耦合条件要求比较苛刻 的操作过程。整个的耦合制作过程需要专门的调试夹具，而且极容易跑点。
【发明内容】
[0005] 本发明克服了现有技术中的不足，提供一种结构简单紧凑的光纤耦合微片激光 器。
[0006] 为了解决上述存在的技术问题，本发明采用如下技术方案： 本发明的光纤耦合微片激光器，包括LD、光束整形聚焦系统、一体化的激光微片和TEC 光纤头(包括：玻璃毛细管、TEC光纤纤芯和纤线)和TEC热电材料，其中，所述的TEC光纤头 的入射端面上镀制一层作为激光耦合输出的部分反射膜，在入射端面的激光微片的出射面 通过光胶的方式粘结在TEC光纤头的入射面上。
[0007] 所述的一体化的激光微片和TEC光纤头放置在TEC热电材料上进行温控；所述的 TEC光纤可以是单模光纤、多模光纤；所述的TEC光纤头的入射端面上镀制一层部分反射膜 作为激光耦合输出；所述的部分反射膜也可以直接镀制在激光微片上；所述的TEC光纤头 可以是圆形、矩形；所述的激光微片可以是单块激光晶体Nd:YV04、Nd:YAG，也可以是胶合 结构如激光晶体与非线性晶体BB0、LB0、KTP或Cr4+: YAG或Glens或布角片、波片等激光光 学元件的胶合；所述的TEC光纤纤芯可以使用常规纤芯或经过熔融拉锥处理后的光纤头替 代。
[0008] 本发明采用如上技术方案，不仅可以改善光纤头散热性能，而且可以简化传统激 光光纤耦合系统复杂性的微片式光纤耦合激光器结构。其结构简单合理，易于批量制作。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是本发明第一实施方式的激光器结构图； 图2是本发明第二实施方式的激光器结构图； 图3是本发明第三实施方式的激光器结构图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图及【具体实施方式】对本发明作进一步详细的描述： 本发明采用TEC光纤头端面光胶胶合微片激光晶体，采用TEC热电材料控温，实现激光 输出直接光纤耦合。
[0011] 实施方式一： 如图1所示，本实施例的微片式光纤耦合激光器，是单模或多模LD101泵浦光经过泵浦 耦合整形聚焦系统102后成为功率密度高的聚焦光束，正入射与TEC光纤头通过光胶，或深 化光胶，或键合在一起的激光微片增益介质106中并对其进行激励，输出激光直接经过光 纤头耦合进入纤线103。其中整个激光微片光纤头被放置在控温元件104上进行温控。其 中，所述的TEC光纤可以是单模或是多模光纤；所述的TEC光纤头可以是圆形或是矩形；所 述的部分反射膜也可以直接镀制在激光微片106上。所述的激光微片106可以是单块激 光晶体如Nd:YV04、Nd:YAG，也可以是胶合结构如激光晶体与非线性晶体BBO、LBO、KTP或 Cr4+:YAG或Glens或布角片、波片等激光光学元件的胶合。所述的TEC光纤纤芯107可以 使用常规纤芯或经过熔融拉锥处理后的光纤头替代。
[0012] 当然也可以在TEC光纤或熔融拉锥光纤的喇叭口上镀制部分反射膜，此时仅需要 的激光微片的调节也变的十分容易。进一步在光纤膜面上进行一些操作，如刻蚀光栅等，可 能效果会更好。
[0013] 如果采用单模纤芯，因为芯径只有5-6um，一般的激光微片腰斑在50-lOOum，这样 直接耦合不现实，所以对单模光纤我们使用熔融拉锥锥形光纤头也可以很好的克服这一缺 点。而对多模光纤，其芯径约50 Um-100um，可以直接进行耦合，也可以将光纤头处理成熔融 拉锥形式，而且可以在激光微片出射面上胶合Glens，可以进一步压缩光斑，减小入射光光 斑直径。为了进一步提高耦合效率，光纤的数值孔径应该尽量大点。
[0014] 与传统光纤f禹合输出激光器相比，此种直接微片式光纤f禹合输出激光器，不需要 外加的光纤耦合透镜(这会增加激光器的制造成本)，不需要对光纤头切割特殊角度，而且 免调试。众所周知，光纤耦合过程是一个极其精密的调试过程，要求精度达到lum量级，固 化难度大，容易跑点。另外，在高功率或是高峰值功率下，光纤头上的积热很容易导致损伤 阈值的降低，如果单独为其控温会增加系统的复杂性，如此只需要一个TEC便实现了微片 和光纤头的良好温控。
[0015] 实施方式二： 如图2所示，其结构类似于图1所示的实施方式一的结构。其中201为激光微片胶合 结构的其他光学元件部分如非线性晶体BB0、LB0、KTP或Cr4+: YAG或Glens或布角片、波片 等激光光学元件。其他结构和制作方式与实施例1的相同，于此不再赘述。
[0016] 实施方式三： 如图3所示，其结构类似于图1所示的实施方式一的结构。其中301为多模纤芯光纤 头。其他结构和制作方式与实施例1的相同，于此不再赘述。
[0017] 尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明 白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对 本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种光纤耦合微片激光器，包括LD (101)、光束整形聚焦系统（102)、一体化的激光 微片（106)和TEC光纤头(包括：玻璃毛细管（105)、TEC光纤纤芯（107)和纤线（103))和 TEC热电材料（104)，其特征在于，所述的TEC光纤头的入射端面的激光微片（106 )的出射面 通过光胶的方式粘结在TEC光纤头的入射面上。
2. 根据权利要求1所述的一种光纤耦合微片激光器，其特征在于：所述的一体化的激 光微片（106)和TEC光纤头放置在TEC热电材料上进行温控。
3. 根据权利要求1所述的一种光纤稱合微片激光器，其特征在于：所述的TEC光纤可 以是单模光纤、多模光纤。
4. 根据权利要求1所述的一种光纤稱合微片激光器，其特征在于：所述的TEC光纤头 的入射端面上镀制一层部分反射膜作为激光耦合输出。
5. 根据权利要求1所述的一种光纤稱合微片激光器，其特征在于：所述的部分反射膜 也可以直接镀制在激光微片（106)上。
6. 根据权利要求1所述的一种光纤稱合微片激光器，其特征在于：所述的TEC光纤头 可以是圆形、矩形。
7. 根据权利要求1所述的一种光纤稱合微片激光器，其特征在于：所述的激光微片 (106)可以是单块激光晶体Nd: YV04、Nd: YAG，也可以是胶合结构如激光晶体与非线性晶体 BBO、LBO、KTP或Cr4+:YAG或Glens或布角片、波片等激光光学元件的胶合。
8. 根据权利要求1所述的一种光纤稱合微片激光器，其特征在于：所述的TEC光纤纤 芯（107)可以使用常规纤芯或经过熔融拉锥处理后的光纤头替代。
【文档编号】H01S3/042GK104103999SQ201410352355
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】校金涛, 王城强, 欧阳靖, 刘红梅, 吴季, 陈伟 申请人:福建福晶科技股份有限公司