本发明涉及光纤激光器领域特别是涉及一种双波长光纤激光器。
背景技术：
1.6微米和2.94微米双波长掺铒氟化物光纤激光器在激光医疗方面有重要应用，2.94微米激光在激光手术应用中具有很好的止血效果，1.6微米激光在激光手术应用中则具有切割创口小的优点，结合两种波长的激光作为激光医疗仪器的光源可以获得创口小、止血快的应用效果。以石英光纤作为基质材料的光纤激光器，由于其在波长2微米之上的损耗非常大，因此很难实现2微米之上的激光输出。采用掺铒氟化物光纤作为增益光纤，可以实现1.6微米和2.94微米两个波长跨度1.34微米的双波长激光输出。
实现双波长激光输出，可以通过环形腔的方式实现双波长激光输出，但该方法所使用器件承受功率低，无法实现输出功率大于1瓦的双波长激光输出。此外，也可利用两对光纤布拉格光栅实现双波长激光输出，但光纤布拉格光栅的反射带宽窄，且光纤光栅的反射波长与温度相关，很容易造成因为温度变化所导致的输出不稳现象。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种双波长光纤激光器，以提高输出功率和输出稳定性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种双波长光纤激光器，所述双波长光纤激光器包括激光二极管、带宽反射镜、泵浦光耦合装置、增益光纤、第一光纤光栅、第二光纤光栅及激光输入准直器；其中，
所述泵浦光耦合装置的第一连接端与所述激光二极管的输出尾纤连接，所述泵浦光耦合装置的第二连接端与所述带宽反射镜连接，所述泵浦光耦合装置的第三连接端与增益光纤的输入端连接，所述增益光纤的输出端与第一光纤光栅的输入端连接，所述第一光纤光栅的输出端与第二光纤光栅的输入端连接，所述第二光纤光栅的输出端与所述激光输入准直器的输入尾纤连接，且所述带宽反射镜、第一光纤光栅及第二光纤光栅形成谐振腔。
可选的，所述泵浦光耦合装置的第二连接端的端面为垂直端面，所述带宽反射镜贴设置在所述垂直端面上。
可选的，所述泵浦光耦合装置的第二连接端的光纤、第三连接端的光纤、增益光纤、第一光纤光栅的光纤、第二光纤光栅的光纤及激光输入准直器的输入尾纤的纤芯直径和数值孔径均相同。
可选的，所述激光二极管的输出尾纤、泵浦光耦合装置的第一连接端的光纤、第二连接端的光纤、第三连接端的光纤、增益光纤、第一光纤光栅的光纤、第二光纤光栅的光纤及激光输入准直器的输入尾纤均为氟化物光纤。
可选的，所述增益光纤为铒掺杂单包层氟化物光纤或铒掺杂双包层氟化物光纤。
可选的，当所述增益光纤为铒掺杂单包层氟化物光纤时，所述泵浦光耦合装置为波分复用器；
当所述增益光纤为铒掺杂双包层氟化物光纤时，所述泵浦光耦合装置为(n+1)×1光纤合束器，n为大于等于1的整数。
可选的，所述激光二极管为光纤耦合半导体激光二极管，用于输出波长为980nm的激光。
可选的，所述第一光纤光栅为2.94微米光纤光栅，所述第二光纤光栅为1.6微米光纤光栅。
可选的，所述2.94微米光纤光栅的反射率的取值范围为10％-50％，所述1.6微米光纤光栅的反射率的取值范围为20％-50％。
可选的，所述带宽反射镜的反射带宽覆盖所述2.94微米光纤光栅和1.6微米光纤光栅。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明双波长光纤激光器通过设置激光二极管、带宽反射镜、泵浦光耦合装置、增益光纤、第一光纤光栅、第二光纤光栅及激光输入准直器，可实现双波长激光的稳定输出，且输出的双波长激光的功率高，可实现大于1w的功率输出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例双波长光纤激光器的结构示意图；
图2为本发明中作为泵浦光耦合装置的波分复用器结构图；
图3为本发明中作为泵浦光耦合装置的(n+1)×1光纤合束器结构图。
符号说明：
1-激光二极管，2-泵浦光耦合装置，21-第一连接端，22-第二连接端，23-第三连接端，3-带宽反射镜，4-增益光纤，5-第一光纤光栅，6-第二光纤光栅，7-激光输入准直器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种双波长光纤激光器，通过设置激光二极管、带宽反射镜、泵浦光耦合装置、增益光纤、第一光纤光栅、第二光纤光栅及激光输入准直器，可实现双波长激光的稳定输出，且输出的双波长激光的功率高，可实现大于1w的功率输出。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明双波长光纤激光器包括激光二极管1、泵浦光耦合装置2、带宽反射镜3、增益光纤4、第一光纤光栅5、第二光纤光栅6及激光输入准直器7。
其中，所述泵浦光耦合装置2的第一连接端21与所述激光二极管1的输出尾纤连接，所述泵浦光耦合装置2的第二连接端22与所述带宽反射镜3连接，所述泵浦光耦合装置2的第三连接端23与增益光纤4的输入端连接，所述增益光纤4的输出端与第一光纤光栅5的输入端连接，所述第一光纤光栅5的输出端与第二光纤光栅6的输入端连接，所述第二光纤光栅6的输出端与所述激光输入准直器7的输入尾纤连接，且所述带宽反射镜3、第一光纤光栅5及第二光纤光栅6形成谐振腔。
在本实施例中，所述激光二极管1为光纤耦合半导体激光二极管，用于输出波长为980nm的激光。所述第一光纤光栅5为2.94微米光纤光栅，所述第二光纤光栅6为1.6微米光纤光栅。所述激光输入准直器7在1.6微米和2.94微米处的透过率都大于99％。
其中，所述2.94微米光纤光栅的反射率的取值范围为10％-50％，所述1.6微米光纤光栅的反射率的取值范围为20％-50％。所述2.94微米光纤光栅的反射率与所述1.6微米光纤光栅的反射率可以相同也可以不同。所述带宽反射镜3的反射带宽覆盖所述2.94微米光纤光栅和1.6微米光纤光栅，且在1.6微米和2.94微米两处波长的反射率都大于95％。
所述泵浦光耦合装置2的第二连接端22的端面为垂直端面，所述带宽反射镜3贴设置在所述垂直端面上。
其中，所述泵浦光耦合装置2的第二连接端22的光纤、第三连接端23的光纤、增益光纤4、第一光纤光栅5的光纤、第二光纤光栅6的光纤及激光输入准直器7的输入尾纤的纤芯直径和数值孔径均相同。
进一步地，所述激光二极管1的输出尾纤、泵浦光耦合装置2的第一连接端21的光纤、第二连接端22的光纤、第三连接端23的光纤、增益光纤4、第一光纤光栅5的光纤、第二光纤光栅6的光纤及激光输入准直器7的输入尾纤均为氟化物光纤。
优选地，所述增益光纤4为铒掺杂单包层氟化物光纤或铒掺杂双包层氟化物光纤。
其中，当所述增益光纤4为铒掺杂单包层氟化物光纤时，所述泵浦光耦合装置2为波分复用器(如图2所示)。当所述增益光纤4为铒掺杂双包层氟化物光纤时，所述泵浦光耦合装置2为(n+1)×1光纤合束器，n为大于等于1的整数(如图3所示)。其中，所述铒掺杂双包层氟化物光纤的型号可为zdf-18/250-60e-o。
具体的，本发明双波长光纤激光器的工作原理如下：
光纤耦合半导体激光二极管输出的泵浦激光经过泵浦光耦合装置2进入到铒掺杂单包层氟化物光纤或铒掺杂双包层氟化物光纤中，铒掺杂单包层氟化物光纤或铒掺杂双包层氟化物光纤中的铒离子吸收泵浦光后被泵浦到4i11/2能级上，处于4i11/2上的铒离子会快速跃迁到4i13/2上，同时在带宽反射镜3和2.94微米光纤光栅的共同作用下，输出2.94微米的激光。由于泵浦光耦合装置2的第二连接端22和第三连接端23的光纤、增益光纤4、2.94微米光纤光栅所使用的光纤、1.6微米光纤光栅所使用的光纤、激光输入准直器7的输入尾纤，上述光纤的纤芯直径和数值孔径相同，并且都为氟化物光纤，对2.94微米激光吸收损耗小，所以本发明双波长光纤激光器可以产生2.94微米的激光。
产生2.94微米的激光后，大量铒离子跃迁到了4i13/2能级上，4i13/2上的铒粒子再跃迁到4i15/2能级上，同时在带宽反射镜3和1.6微米光纤光栅的共同作用下，输出1.6微米的激光。
这样就实现了在一个激光器里，在一根增益光纤中，在带宽反射镜和2.94微米光纤光栅、1.6微米光纤光栅的共同作用下，实现了1.6微米和2.94微米双波长激光输出。
本发明具有结构简单，操作容易，成本低，实用性强，可实现大于1w的功率输出等优点，可应用于多个领域。
下面以一个具体实施例详细说明：
激光波长为980nm的光纤耦合半导体激光二极管作为激光二极管1，(1+1)×1光纤合束器作为泵浦光耦合装置2，光纤耦合半导体激光二极管输出的激光经(1+1)×1光纤合束器的第一连接端的光纤耦合进入增益光纤4，一段长度为3米的zdf-18/250-60e-o光纤作为增益光纤4。带宽反射镜3紧贴于(1+1)×1光纤合束器的第二连接端的光纤的垂直端面上，带宽反射镜3与2.94微米光纤光栅、1.6微米光纤光栅构成谐振腔。带宽反射镜3在1.6微米和2.94微米处的反射率均大于99％。2.94微米光纤光栅的反射率为20％，反射中心波长为2.94微米。1.6微米光纤光栅6的反射率为40％，反射中心波长为1.6微米。由于谐振腔提供2.94微米和1.6微米两个波长的反馈，因此可输出1.6微米和2.94微米两个波长激光。1.6微米和2.94微米双波长激光通过激光输入准直器7输出。该双波长掺铒氟化物光纤激光器具有结构简单，易操作，成本低的特点。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。