光纤激光器的制作方法

文档序号:12773642阅读:487来源:国知局

本发明涉及激光器技术领域,具体涉及一种光纤激光器。



背景技术:

光纤激光器由于具有高功率、高效率和高亮度等优点,因此在工业、医学等领域有着广泛的应用,而高功率光纤激光器逐渐成为一个发展方向。传统的光纤激光器,特别是采用975nm 输出的激光二极管作为泵浦源时,由于激光二极管发射中心波长随温度变化而变得敏感,且增益光纤吸收峰值波长较窄,因此,若要使泵浦波长与增益光纤吸收峰值匹配,则需要对温度进行严格的控制,系统比较复杂。如果不进行温控,则无法高效利用泵浦激光。通常为了使泵浦激光功率能够被充分利用,采用掺杂浓度较高或者长度较长的增益光纤作为增益介质。

一般而言,在确定激光器增益光纤的长度时,主要是本着充分吸收泵浦光的原则,根据增益光纤对泵浦光的吸收系数,选择合适的长度从而将注入泵浦光几乎完全吸收,以保证激光器较高的光光效率。但是,当增益光纤的掺杂浓度较低或是所需的激光器输出功率较大时,就需要一段较长的增益光纤,此时,上述的非线性效应和重吸收现象也会随之产生,影响激光器的输出效果。另一方面,在一些工作在特殊波长的光纤激光器中(如掺镱光纤激光器的975nm -1030nm 波段),如果增益光纤长于某特定值,所需波长的激光就无法振荡产生出来;而只有当增益光纤较短,激光腔内泵浦饱和的情况下,这类激光器才能工作在所需的波长。



技术实现要素:

为解决上述问题,本发明公开了一种光纤激光器,通过使用较短的增益光纤长度,保留一定的残余泵浦光,有效地抑制激光器内增益光纤对于信号光的重吸收,保护激光源,增加光纤激光器的使用寿命,并能够降低光纤激光器的成本。

为了达到上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种光纤激光器,包括泵浦源、增益光纤、合束器、泵浦耦合器、光纤光栅和反射装置,所述泵浦源、合束器、增益光纤和反射装置依次相连,所述泵浦源用于输出泵浦光,所述增益光纤包括含铒的纤芯和围绕该纤芯的包层,泵浦光经过泵浦耦合器进入增益光纤;所述反射装置包括反射膜,所述反射膜设于光纤的端面,所述反射膜将残余的泵浦光反射回泵浦光的注入端再次进入增益光纤;所述光纤光栅包括高反光纤光栅和低反光纤光栅,所述高反光纤光栅和低反光纤光栅形成一对谐振腔。

作为本发明的进一步改进,所述增益光纤的长度短于充分吸收注入泵浦光所需的光纤长度,以保证20%-40%的残余泵浦光。

作为本发明的进一步改进,所述反射膜为透明材料涂覆全反射膜制作而成。

作为本发明的进一步改进,还包括放大器,所述放大器用于泵浦光的放大。

本发明与现有技术相比,有益效果如下:使用较短的增益光纤长度,保留一定的残余泵浦光,有效地抑制了激光器内增益光纤对于信号光的重吸收,对于输出较短波激光的激光器(信号光波段处仍有较大的吸收截面)尤为有效;其次,激光器的增益光纤长度较短,有效地抑制了非线性效应的产生,在相同的输出功率下,具有比常规激光器更高的非线性效应阈值;使用反射装置将残余泵浦光再次注入增益光纤循环利用,避免了因保留一定残余泵浦光带来的激光器效率降低的问题,提高了激光器的光光效率。

附图说明

图1是本发明结构示意图;

附图标记列表:泵浦源1、增益光纤2、合束器3、泵浦耦合器4、光纤光栅5、反射装置6、高反光纤光栅51、低反光纤光栅52。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明,应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示,一种光纤激光器,包括泵浦源1、增益光纤2、合束器3、泵浦耦合器4、光纤光栅5和反射装置6,泵浦源1、合束器3、增益光纤2和反射装置6依次相连,泵浦源1用于输出泵浦光,增益光纤2包括含铒的纤芯和围绕该纤芯的包层,能够提高单位长度净增益。为了保证有20%-40%的残余泵浦光被吸收,本实施例中增益光纤的长度短于充分吸收注入泵浦光所需的光纤长度。

泵浦光经过泵浦耦合器4进入增益光纤2,增益光纤2对泵浦光进行一次吸收并得到光纤激光和残余泵浦光;反射装置6包括采用透明材料涂覆全反射膜制作而成的反射膜,反射膜设于光纤的端面,将残余的泵浦光反射回泵浦光的注入端再次进入增益光纤,被反射回的残余泵浦光被增益光纤3二次吸收。

光纤光栅包括高反光纤光栅51和低反光纤光栅52,高反光纤光栅51和低反光纤光栅52形成一对谐振腔,实现光纤激光谐振输出,为防止出现子腔,可以在光纤尾端设置斜角。

本实施例中还可设置有放大器(图中未画出),放大器用于泵浦光的放大。通过上述方式,本发明能够保护激光源,增加光纤激光器的使用寿命,并且有利于激光器的散热,降低光纤激光器的成本。

最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制性技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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