光纤激光的拉曼抑制系统的制作方法

本实用新型涉及光纤激光技术领域，特别涉及一种光纤激光的拉曼抑制系统。

背景技术：

光纤激光的应用广泛，例如激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、军事国防安全、医疗器械仪器设备、其他激光器的泵浦源等。光纤激光输出一般分为直接振荡输出和振荡+放大输出两类。在目前的光纤应用中，无论哪种输出方式，较高功率输出的激光都存在着拉曼效应导致的光谱能量集中度下降、拉曼波长红移加剧纤芯热致折射率畸变引发模式不稳定性等现象，这些现象均严重影响了光纤激光的输出激光质量(包括功率、光谱、光束质量等)。因此，如何提高输出激光质量是目前亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种光纤激光的拉曼抑制系统，以提高输出激光质量。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种光纤激光的拉曼抑制系统，包括：光纤激光器，用于产生和发射激光；第一拉曼滤波器，设置于光纤激光器的输出端，用于滤除光纤激光器发射的激光中的拉曼散射光。

上述系统中，由于设置了拉曼滤波器，可以滤除光纤激光器发射的激光在产生及传输过程中的形成的拉曼散射光，进而使得经过拉曼滤波器后的激光中缺少甚至没有拉曼散射光，降低拉曼散射光对光纤激光的特性影响。

上述系统中，还包括激光放大器，设置于第一拉曼滤波器的输出端，用于放大从拉曼滤波器输出的激光。进一步地，还包括第二拉曼滤波器，设置于激光放大器的输出端，用于滤除经过激光放大器后输出激光中的拉曼散射光。

针对于布置了激光放大器的应用场合，通过在激光放大器的输出端设置第二拉曼滤波器，可以滤除经过激光放大器后输出激光中的拉曼散射光，进而可以降低在激光放大过程中产生的拉曼散射光对光纤激光的影响。

进一步地，上述系统中，所述激光放大器为两个或以上，第二拉曼滤波器的数量与激光放大器的数量相同，每个激光放大器的输出端设置一个第二拉曼滤波器。针对多级放大的情况，通过在每一级都设置第二拉曼滤波器，可以最大程度地降低拉曼散射光对光纤激光的影响，保障光纤激光的质量及特性。

在上述任一系统中，所述第一拉曼滤波器包括：光纤输入端，用于接收从光纤激光器中输出的激光；滤波器件，用于反射和/或吸收和/或散射光纤激光器发射的激光中的拉曼散射光；光纤输出端，用于输出经过滤波器件之后的激光。进一步地，所述滤波器件为滤波片或光栅，或含有滤波片的隔离器。

同时，本发明实施例还提供了另一种光纤激光的拉曼抑制系统，包括：光纤激光器，用于产生和发射激光；激光放大器，设置于光纤激光器的输出端，用于放大从光纤激光器输出的激光；拉曼滤波器，设置于激光放大器的输出端，用于滤除光从激光放大器输出的激光中的拉曼散射光。

本系统中是仅在激光放大器的输出端设置拉曼滤波器，可以有效滤除从激光放大器输出的激光中的拉曼散射光。只是相比于上述提高在激光放大器的输入端设置第一拉曼滤波器，或者是在激光放大器的输入端和输出端分别设置第一、第二拉曼滤波器，拉曼抑制效果不及上述两种方案。

与现有技术相比，本实用新型通过拉曼滤波器的设置，由于拉曼滤波器对拉曼成分的滤波效果，能够限制滤除光纤激光或光纤激光种子输出中存在的拉曼成分，从而显著提高光纤激光的拉曼抑制效果。通过该拉曼抑制系统，可以提高光纤激光输出的拉曼抑制比，可以抑制光纤激光放大过程中的热致模式不稳定性，提高光纤激光的优质输出特性(包括功率，光谱，光束质量等)。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种光纤激光的拉曼抑制系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的另一种光纤激光的拉曼抑制系统的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的又一种光纤激光的拉曼抑制系统的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的又一种光纤激光的拉曼抑制系统的结构示意图。

图中标记说明

光纤激光器100；第一拉曼滤波器200；激光放大器300；第二拉曼滤波器400。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

研究人员发现，光纤激光器高功率输出的激光存在着光谱能量集中度下降且下降明显的现象，而且高功率输出存在模式不稳定性，这些现象严重影响了光纤激光的输出功率、光谱及光束质量。为了提高输出激光质量，研究人员多番研究尝试，发现出现这种情况的部分原因是光纤激光器受到拉曼散射效应的影响。拉曼效应会导致激光的部分能量发生频移，该频移将会导致激光输出的光谱能量集中度下降、加重纤芯热致折射率畸变引发模式不稳定性等现象，这些现象将显著影响光纤激光的产生、传输和放大特性，特别是在光纤激光放大过程中，即便微弱的种子光拉曼成分也会被快速放大，从而更佳显著地影响光纤激光放大输出特性。为了消除拉曼效应的对光纤激光的影响，本发明技术人员提出了以下技术方案。

请参阅图1，在本实用新型的一个实施例中，提供了一种光纤激光的拉曼抑制系统，包括：

光纤激光器100，用于产生和发射激光；

第一拉曼滤波器200，设置于光纤激光器100的输出端，用于滤除光纤激光器100发射的激光中的拉曼散射光。

如图1中所示，图中所示实线箭头表示光纤激光，图中所示虚线箭头表示拉曼散射光，光纤激光器100发射的激光中混有拉曼散射光，经过第一拉曼滤波器200后，输出的激光中没有拉曼散射光(这是比较理想的状态，实际上可能还存在极少量的拉曼散射光)，即第一拉曼滤波器200抑制了拉曼散射光的输出，进而保障了输出的激光的质量，避免了拉曼散射光对激光的特性影响(包括功率，光谱，光束质量等)。

很多情况下，产生的激光需要经过放大后输出，因此，请参阅图2，在本实用新型的另一个实施例中，提供了另一种结构的光纤激光拉曼抑制系统，包括：

光纤激光器100，用于产生和发射激光；

第一拉曼滤波器200，设置于光纤激光器100的输出端，用于滤除光纤激光器100发射的激光中的拉曼散射光。

激光放大器300，设置于第一拉曼滤波器200的输出端，用于放大从拉曼滤波器输出的激光。

请参阅图3，在优选的实施方案中，激光放大器300的输出端设置有第二拉曼滤波器400，用于滤除经过激光放大器300后输出激光中的拉曼散射光。

拉曼效应会显著影响光纤激光的产生、传输和放大特性，特别是在光纤激光放大过程中，即便微弱的种子光拉曼成分也会被快速放大，从而显著影响光纤激光放大输出特性。理想状态下，通过在激光放大器的输入端设置拉曼滤波器后，可以滤除入射至激光放大器之前的激光中的拉曼散射光，实际情况可能是仍然有很微弱的拉曼散射光存在，经过激光放大器后就会被放大，如图3所示(图3仅是示意性地表示)，因此，在激光放大器的输出端设置第二拉曼滤波器后，即可将被放大的拉曼散射光滤除。因此，通过在激光放大器300的输入端设定第一拉曼滤波器200、以及输出端设置第二拉曼滤波器400，不仅可以抑制入射至激光放大器300之前的激光中的拉曼散射光，还可以抑制放大过程中被放大的拉曼散射光输出，因而可以进一步提高经过第二拉曼滤波器400后被放大的激光质量。

需要说明的是，图2所示系统也可以理解为是在激光放大器300的输入端设置第一拉曼滤波器200，以滤除欲入射至激光放大器300的激光中的拉曼散射光，避免拉曼散射光被激光放大器300放大而增强拉曼散射光对输出激光的影响。在图3所示系统中，则是同时在激光放大器300的输入端和输出端分别设置了(第一、第二)拉曼滤波器，可以进一步增强拉曼抑制效果，提高输出激光质量。

作为效果相对略差的另一种实施方式，也可以仅在激光放大器的输出端设置拉曼滤波器，滤除经过激光放大器放大后输出激光中的拉曼散射光。即，光纤激光的拉曼抑制系统中，包括：光纤激光器，用于产生和发射激光；激光放大器，设置于光纤激光器的输出端，用于放大从光纤激光器输出的激光；拉曼滤波器，设置于激光放大器的输出端，用于滤除光从激光放大器输出的激光中的拉曼散射光。

需要说明的是，在图3所示系统中，光纤激光器300的输出端设置第一拉曼滤波器200，激光放大器300直接设置于第一拉曼滤波器200的输出端，第一拉曼滤波器200既是滤除从光纤激光器100中输出的激光中的拉曼散射光，也是滤除入射至激光放大器300之前的激光中的拉曼散射光。在其他系统中，也可以在光纤激光器和激光放大器之间设置多个拉曼滤波器，或者光纤激光器和激光放大器之间可能还设置有其他结构，但只要在光纤激光器的输出端设置拉曼滤波器，激光放大器的输入端设置拉曼滤波器，都是实质等同的技术方案，都具有很好的拉曼抑制效果。

图3所示为一级放大的情况，针对于多级放大的应用，如图4所示(图4仅作为示例展现了两级放大的情况)，可以对每一级放大都进行拉曼抑制处理，即在每个激光放大器300的输出端都设置一个第二拉曼滤波器400，每经过一级放大后的激光都通过一个第二拉曼滤波器400，抑制拉曼散射光的输出，经过多级的拉曼抑制，最后输出的激光中几乎没有拉曼散射光，激光质量得到最大保障，相比于未设置拉曼滤波器相比，激光质量得到显著提高。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在上述任一实施方案中所述第一拉曼滤波器200和第二拉曼滤波器400都是指的拉曼滤波器。拉曼滤波器是指能够滤除拉曼散射光，或理解为抑制拉曼散射光输出的滤波器。抑制拉曼散射光输出的方式可以是反射、吸收或者散射，基于不同的方式，拉曼滤波器具有不同的结构，第一拉曼滤波器200和第二拉曼滤波器400可以具有相同的结构，也可以具有不同的结构。本实施例中，具体的，第一拉曼滤波器200或第二拉曼滤波器400包括：

光纤输入端，用于接收从光纤激光器100中输出的激光；

滤波器件，用于反射和/或吸收和/或散射光纤激光器100发射的激光中的拉曼散射光；滤波器件可以为滤波片或光栅，或者是含有滤波片的隔离器。

光纤输出端，用于输出经过滤波器件之后的激光。

拉曼滤波器的输入端、输出端都采用光纤结构，可以匹配原有光纤激光的传输光纤。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。