一种用于光纤激光器的声光Q开关的制作方法

本实用新型涉及激光技术领域，尤其是一种用于光纤激光器的声光Q开关。

背景技术：

光纤激光器是一种新型高性能激光器，具有线宽窄、光束质量好、易于与传输光纤耦合等优点，在激光扫描、激光加工、光纤通信等领域有着非常广泛的应用。目前，大部分光纤激光器上主要采用光纤耦合声光调制器实现调Q，即声光Q开关，其基本结构如图1所示，包括第一光纤准直器101、声光调制器102、第二光纤准直器103、光纤布拉格光栅104。第一光纤准直器101出光以布拉格角入射到声光调制器102，经过声光调制器102衍射输出的一级光耦合到第二光纤准直器103，再经过光纤布拉格光栅104反射回光纤激光器中，实现了激光调Q输出。由于光纤准直器出光的高斯光束特性，该结构通常都是使光纤准直器的束腰正好在声光调制器102内的声光晶体处，既能保证声光调制器102工作在最佳状态，又可以使得两个光纤准直器的耦合效果最优，从而使整体结构的稳定性好、可靠性高，但是缺点就是成本较高。

J. A. Alvarez-Chavez等人发表的文章、专利200810047688.3与专利201110004288.6中都提到了另一种结构的声光Q开关，其基本结构如图2所示，包括带角度的输入光纤201、透镜202、声光调制器203、反射镜204，带角度的输入光纤201与透镜202构成输入准直器，反射镜204与声光调制器203衍射输出的一级光垂直形成反馈，该结构实现了与双光纤耦合声光调制器相同的功能，并且可以使得光纤激光器的体积更小、结构更加紧凑。但是由于声光调制器的工作特性，为达到最高的衍射效率，输入准直器的束腰需在声光调制器内的声光晶体处，这种结构无法使输入准直器的束腰落在反射镜上，即反射镜与输入准直器之间为离焦耦合，这会使得耦合效率降低，系统对反射镜的角度变化非常敏感，当温度变化、装配应力变化等微小变化，均会造成耦合效率的不稳定，使得整个系统的性能降低。而如果如图3将输入准直器的束腰放在反射镜上，又会使输入准直器的束腰不在声光调制器内的声光晶体内，无法保证激光在声光晶体内的光斑大小均满足最大衍射效率的需求，造成衍射效率降低，因此该结构在实际应用中有较大限制。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于光纤激光器的声光Q开关，具有体积小、结构紧凑、整机效率高、可靠性高和成本低的优点。

为了实现上述的技术目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于光纤激光器的声光Q开关，其包括依序设置的光纤准直器、声光调制器、聚焦透镜和反射镜，所述的光纤准直器以所述声光调制器的布拉格角出光。

进一步，所述光纤准直器发出激光的束腰处于所述声光调制器的声光晶体内部。

进一步，所述反射镜设于聚焦透镜的焦点处。

一种光纤激光器，其应由有上述所述的用于光纤激光器的声光Q开关。

采用上述的技术方案，本实用新型相较于现有技术，其具有的有益效果为：本方案采用聚焦透镜与反射镜组合的方式实现了声光Q开关的功能，相比于光纤准直器和光纤布拉格光栅的组合结构更加简单且成本更低；相比于单反射镜反射耦合的结构，通过增加聚焦透镜降低了光路的敏感性，提高了整机效率，可靠性更高，工艺简单易于实现。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的阐述：

图1为现有技术之一的Q开关基本结构示意图；

图2为现有技术之二的Q开关基本结构示意图；

图3为现有技术之三的Q开关基本结构示意图；

图4为本实用新型方案的简要实施结构示意图；

图5为本实用新型方案的反射镜镀膜区域的形状示意图。

具体实施方式

如图4所示，本实用新型用于光纤激光器的声光Q开关，其包括依序设置的光纤准直器301、声光调制器302、聚焦透镜303和反射镜304，所述的光纤准直器301以所述声光调制器302的布拉格角出光且所述光纤准直器301发出激光光束的束腰处于所述声光调制器302的声光晶体内部。其中，所述反射镜304可以是整面镀膜，也可以是一个特定区域大小的部分镀膜，其部分镀膜区域305的大小是根据光纤激光器输出基膜束腰半径大小按一定比例放大。一般的可以是1～2倍，优选的为1.5～1.7倍。

如图5a所示，所述反射镜304为整面镀膜。

如图5b所示，所述部分镀膜区域305是圆形的膜。根据实际需要，所述部分镀膜区域305也可以是正方形或长方形或多边形。

如图5c所示，所述部分镀膜区域305在圆形膜之外留有一圆环区域不镀膜，之外再继续镀有膜层。

实施例1

如图5a所示，所述反射镜304为整面镀膜。所述光纤准直器301入射激光模式为基模，当所述声光调制器302工作时，入射光发生衍射，所述声光调制器302输出零级光和一级衍射光，零级光和一级光都为基膜，一级光相对于零级光的角度发生了一定的偏转；零级光和一级光同时入射到所述聚焦透镜303，经过所述聚焦透镜303汇聚，调节所述聚焦透镜303和所述反射镜304，使零级光和一级光同时反射，经过所述聚焦透镜303使其出光光束束腰也位于所述声光调制器302的声光晶体内部，然后回到所述光纤准直器301，此时可使耦合效率达到最大值，并将所述聚焦透镜303和反射镜304固定装配为一个整体。因为衍射光的能量主要分布于一级光，零级光和一级光之间又存在一定夹角，所以仅有一级光耦合到所述光纤准直器301，零级光无法耦合到所述光纤准直器301中。

当所述声光调制器302不工作时，从所述光纤准直器301入射到所述声光调制器302的光不发生衍射，即从所述声光调制器302输出的只有零级光，零级光经过固定的所述聚焦透镜302和所述反射镜304反射后，仍然无法耦合到所述光纤准直器301中。

实施例2

如图5b或5c所示，所述反射镜304的部分镀膜区域305是圆形的膜。所述光纤准直器301入射激光模式存在高阶模，当所述声光调制器302工作时，入射光发生衍射，所述声光调制器302输出零级光和一级衍射光，零级光和一级光也都存在高阶膜，一级光相对于零级光的角度发生了一定的偏转；零级光和一级光同时入射到所述聚焦透镜303，经过所述聚焦透镜303汇聚到所述反射镜304，所述反射镜304上的部分镀膜区域305的圆形区域大小为基模束腰半径的1.5倍，只会将基模反射，滤除其他高阶模，反射的零级光和一级光都为基模，调节所述聚焦透镜303和所述反射镜304，使经过所述聚焦透镜303使其出光光束束腰也位于所述声光调制器302的声光晶体内部，然后回到所述光纤准直器301，此时可使耦合效率达到最大值，并将所述聚焦透镜303和反射镜304固定装配为一个整体。因为衍射光的能量主要分布于一级光，零级光和一级光之间又存在一定夹角，所以仅有一级光耦合到所述光纤准直器301，零级光无法耦合到所述光纤准直器301中。

当所述声光调制器302不工作时，从所述光纤准直器301入射到所述声光调制器302的光不发生衍射，即从所述声光调制器302输出的只有零级光，零级光经过固定的所述聚焦透镜302和所述反射镜304反射后，仍然无法耦合到所述光纤准直器301中。

以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对此实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。