一种基于掺Yb2+光纤的可见光光纤激光器的制作方法

本发明涉及光纤激光器技术领域，具体涉及一种基于掺yb²⁺光纤的可见光光纤激光器。

背景技术：

近年来,可见光波段的光纤激光器广泛应用在生物医疗、材料加工、气体检测等方面,然而现有的可见光光纤激光器大多采用掺pr³⁺光纤研制而成，光束质量不高，并且效率也低，未见yb²⁺掺杂材料用于可见光激光器的报道。而目前，对于yb²⁺的研究仅是利用yb²⁺掺杂晶体及玻璃进行可见光照明器件的开发，将其作为白光照明光源的优选材料。

由此可见，现有技术还存在一定缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种基于掺yb²⁺光纤的可见光光纤激光器，用于提高可见光激光的光束质量及效率，并实现高功率可见光的激光输出。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种基于掺yb²⁺光纤的可见光光纤激光器，包括泵浦源、耦合组件和谐振腔组件；

所述泵浦源用于发出泵浦光；

所述泵浦源的光束依次经过依次排列的耦合组件和谐振腔组件；

所述谐振腔组件包括yb²⁺掺杂光纤；

所述耦合组件用于对泵浦光进行耦合，将泵浦光耦合进入到yb²⁺掺杂光纤；

所述谐振腔组件用于对耦合后的泵浦光进行振荡增益，从而输出激光。

进一步地，所述耦合组件包括依次纵向排列的第一透镜和第二透镜，第一透镜为准直镜，第二透镜为聚焦镜，第一透镜和第二透镜均为焦距不同的非球面透镜，泵浦源发出的泵浦光依次经过第一透镜和第二透镜。

进一步地，所述谐振腔组件包括依次排列的第一二向色镜、yb²⁺掺杂光纤和第二二向色镜，第一二向色镜与第二二向色镜紧贴yb²⁺掺杂光纤端面，所述泵浦源的光束经过耦合组件后，依次经过第一二向色镜、yb²⁺掺杂光纤和第二二向色镜。

进一步地，所述yb²⁺掺杂光纤为yb²⁺掺杂石英光纤或者yb²⁺掺杂硅酸盐玻璃光纤。

进一步地，所述第一透镜和第二透镜的表面均镀设有增透膜，所述增透膜用于增加光的透过率，减少耦合损耗。

进一步地，所述耦合组件包括泵源尾纤和光纤光隔离器，泵源尾纤与光纤光隔离器连接，泵浦源发出的泵浦光依次经过泵源尾纤和光纤光隔离器。

进一步地，所述谐振腔组件包括依次连接的第一光纤光栅、yb²⁺掺杂光纤和第二光纤光栅，第一光纤光栅与光纤光隔离器连接，所述泵浦源的光束经过耦合组件后，依次经过第一光纤光栅、yb²⁺掺杂光纤和第二光纤光栅。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

将紫外及可见光通过泵浦耦合的方式，耦合进入到yb²⁺掺杂光纤，yb²⁺掺杂光纤在泵浦源的激励下，通过受激辐射放大的方式产生激光，掺yb²⁺光纤的可见光光纤激光器可提高可见光激光的光束质量及效率，并实现高功率可见光的激光输出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例二的结构示意图。

附图标记说明：

1、泵浦源；2、yb²⁺掺杂光纤；3、第一透镜；4、第二透镜；5、第一二向色镜；6、第二二向色镜；7、泵源尾纤；8、光纤光隔离器；9、第一光纤光栅；10、第二光纤光栅。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，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。

需要理解的是，术语“顶部”、“底部”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。

术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“第三”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，除非另有说明，“一组”的含义是两个或两个以上。

实施例一

如图1所示，本发明提供一种基于掺yb²⁺光纤的可见光光纤激光器，包括泵浦源1、耦合组件和谐振腔组件，所述泵浦源1用于发出泵浦光，所述泵浦源1的光束依次经过依次排列的耦合组件和谐振腔组件，所述谐振腔组件包括yb²⁺掺杂光纤2，所述耦合组件用于对泵浦光进行耦合，将泵浦光耦合进入到yb²⁺掺杂光纤2，所述谐振腔组件用于对耦合后的泵浦光进行振荡增益，从而输出激光。

具体地，在本实施例中，所述耦合组件包括依次纵向排列的第一透镜3和第二透镜4，第一透镜3为准直镜，第二透镜4为聚焦镜，第一透镜3和第二透镜4均为焦距不同的非球面透镜，而紫外及可见光源作为泵浦源1，为yb²⁺吸收带的光源，可以是365nm激光或者405nm激光或者是355nm激光，当然，并不局限于这几个波段激光器。泵浦源1发出的泵浦光依次经过第一透镜3和第二透镜4。泵浦光依次经过第一透镜3和第二透镜4后，将泵浦光耦合进入到yb²⁺掺杂光纤2。

在本实施例中，所述谐振腔组件具体包括依次排列的第一二向色镜5、yb²⁺掺杂光纤2和第二二向色镜6，第一二向色镜5与第二二向色镜6紧贴yb²⁺掺杂光纤2端面，所述泵浦源1的光束经过耦合组件后，依次经过第一二向色镜5、yb²⁺掺杂光纤2和第二二向色镜6。谐振腔组件中的第一二向色镜5、第二二向色镜6以及yb²⁺掺杂光纤2对耦合后的泵浦光进行振荡增益，从而输出激光。

其中第一二向色镜5和第二二向色镜6可以355ht/xxxhr,355hr/xxxht或者是405ht/xxxhr,405hr/xxxht，xxx代表激光的波长。

yb²⁺掺杂光纤2为二价稀土镱掺杂光纤，在本实施例中，作为进一步优化的方案，所述yb²⁺掺杂光纤2为yb²⁺掺杂石英光纤或者yb²⁺掺杂硅酸盐玻璃光纤。而光纤结构可以是传统的光纤结构，或者是yb²⁺掺杂石英微结构光纤。

在本实施例中，所述第一透镜3和第二透镜4的表面均镀设有增透膜，所述增透膜用于增加光的透过率，减少耦合损耗。

实施例二

如图2所示，实施例二与实施例不同的是，所述耦合组件具体包括泵源尾纤7和光纤光隔离器8，泵源尾纤7与光纤光隔离器8连接，泵浦源1发出的泵浦光依次经过泵源尾纤7和光纤光隔离器8。泵浦光依次经过泵源尾纤7和光纤光隔离器8后，将泵浦光耦合进入到yb²⁺掺杂光纤2。在本实施例中，光纤与光纤之间的连接通过熔接耦合。

在本实施例中，所述谐振腔组件具体包括依次连接的第一光纤光栅9、yb²⁺掺杂光纤2和第二光纤光栅10，第一光纤光栅9与光纤光隔离器8连接，所述泵浦源1的光束经过耦合组件后，依次经过第一光纤光栅9、yb²⁺掺杂光纤2和第二光纤光栅10。

其中第一光纤光栅9和第二光纤光栅10可以为355ht/xxxhr,355hr/xxxht或是405ht/xxxhr,405hr/xxxht，xxx代表激光的波长，当然，并不局限于上述两种情况，可依据实际需要具体选择。

本发明将紫外及可见光通过泵浦耦合的方式，耦合进入到yb²⁺掺杂光纤2，yb²⁺掺杂光纤2在泵浦源1的激励下，通过受激辐射放大的方式产生激光，掺yb²⁺光纤的可见光光纤激光器可提高可见光激光的光束质量及效率，并实现高功率可见光的激光输出。当然，本发明并不局限于上述两种激光产生的形式，还可以是调q，锁模，以及啁啾脉冲放大等形式。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。