光纤激光器的制作方法

本实用新型涉及激光器技术领域，更具体地，涉及光纤激光器。

背景技术：

光纤激光器属于一类新型的固体激光器，光纤充当其增益介质，具有好的光束品质、极高的可靠性，稳定性以及优异的散热性、小的体积等优点，被誉为第三代激光技术的典型代表。目前光纤激光器已经在制造、航空航天、化工、军事等众多领域中得到了广泛的应用。

目前，现有技术中提供的光纤激光器，由于泵浦光并不能完全被增益光纤吸收，会导致未被吸收的泵浦光随着增益光纤增益产生的激光一同输出，导致光纤激光器输出的激光可利用性降低。

技术实现要素：

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种光纤激光器。

本实用新型实施例提供了一种光纤激光器，包括：第一泵浦光产生装置、第二泵浦光产生装置、谐振腔、第一增益光纤以及第二增益光纤；

所述谐振腔由第一反射率的光纤光栅和第二反射率的光纤光栅组成，所述第一反射率的光纤光栅的第一端与所述第一增益光纤的第一端熔接，所述第二反射率的光纤光栅的第一端与所述第一增益光纤的第二端熔接；其中，所述第一反射率大于所述第二反射率；所述第二增益光纤的第一端与所述第二反射率的光纤光栅的第二端熔接；

所述第一泵浦光产生装置的输出端与所述第一反射率的光纤光栅的第二端熔接，所述第二泵浦光产生装置的输出端与所述第二增益光纤的第二端熔接；

所述第二泵浦光产生装置包括：第一光纤耦合器和n个第一泵浦源，所述第一光纤耦合器的第一侧包括1路光纤，所述第一光纤耦合器的第二侧包括n+1路光纤，所述第一光纤耦合器的第一侧的1路光纤与所述第二增益光纤的第二端熔接，所述第一光纤耦合器的第二侧的n+1路光纤中n路光纤分别与n个第一泵浦源的输出端一一对应熔接，所述第一光纤耦合器的第二侧的n+1路光纤中除n路光纤外的1路光纤作为所述光纤激光器的输出端输出激光，其中n为正整数。

优选地，所述第一泵浦光产生装置包括：第二光纤耦合器和m个第二泵浦源，所述第二光纤耦合器的第一侧包括1路光纤，所述第二光纤耦合器的第二侧包括m+1路光纤；

所述第二光纤耦合器的第一侧的1路光纤与所述第一反射率的光纤光栅的第二端熔接；

所述第二光纤耦合器的第二侧的m+1路光纤中m路光纤分别与m个第二泵浦源的输出端一一对应熔接，m为正整数。

优选地，m与n相等。

优选地，所述第一泵浦源和所述第二泵浦源均为激光二极管。

优选地，所述第一增益光纤和所述第二增益光纤均为掺镱光纤。

优选地，所述第一反射率大于等于99％，所述第二反射率小于等于10％。

优选地，所述第一反射率的光纤光栅和第二反射率的光纤光栅均为光纤布拉格光栅。

本实用新型实施例提供的一种光纤激光器，包括第一泵浦光产生装置、第二泵浦光产生装置、谐振腔、第一增益光纤以及第二增益光纤，可以实现双向泵浦。并且，由于同时存在第一增益光纤和第二增益光纤，可以使得双向泵浦的泵浦光被充分吸收，得到充分利用，降低甚至可以消除最终输出的激光中泵浦光的成分，可以提高光纤激光器输出的激光的可利用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种光纤激光器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种光纤激光器中第一泵浦光产生装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型实施例和简化描述，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实用新型实施例的限制。此外，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。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种光纤激光器，包括：第一泵浦光产生装置1、第二泵浦光产生装置2、谐振腔3、第一增益光纤4以及第二增益光纤5；

所述谐振腔3由第一反射率的光纤光栅31和第二反射率的光纤光栅32组成，所述第一增益光纤4设置在所述谐振腔3内，且所述第一反射率的光纤光栅31的第一端与所述第一增益光纤4的第一端熔接，所述第二反射率的光纤光栅32的第一端与所述第一增益光纤4的第二端熔接；其中，所述第一反射率大于所述第二反射率；所述第二增益光纤5的第一端与所述第二反射率的光纤光栅32的第二端熔接；

所述第一泵浦光产生装置1的输出端与所述第一反射率的光纤光栅31的第二端熔接，所述第二泵浦光产生装置2的输出端与所述第二增益光纤5的第二端熔接；所述第一泵浦光产生装置1用于产生第一泵浦光，所述第二泵浦光产生装置2用于产生第二泵浦光；

所述第二泵浦光产生装置2包括：第一光纤耦合器21和n个第一泵浦源22，所述第一光纤耦合器21的第一侧包括1路光纤，所述第一光纤耦合器21的第二侧包括n+1路光纤，所述第一光纤耦合器21的第一侧的1路光纤与所述第二增益光纤5的第二端熔接，所述第一光纤耦合器21的第二侧的n+1路光纤中n路光纤分别与n个第一泵浦源22的输出端一一对应熔接，所述第一光纤耦合器的第二侧的n+1路光纤中除n路光纤外的1路光纤作为所述光纤激光器的输出端输出激光，其中n为正整数。图1中仅以n的取值是6为例进行说明，即第一光纤耦合器为(6+1)*1光纤耦合器。

具体地，本实用新型实施例中提供的光纤激光器是一种全光纤的激光器。第一泵浦光产生装置1产生的第一泵浦光以及第二泵浦光产生装置2产生的第二泵浦光的波长相同，具体可以是915nm。第一泵浦光以及第二泵浦光的功率可以根据最终输出的激光功率的需要进行设定，本实用新型实施例中对此不作具体限定。需要说明的是，谐振腔的第一反射率的光纤光栅以及第二反射率的光纤光栅，第一反射率和第二反射率均针对于经由第一增益光纤增益产生的激光，而不是第一泵浦光或第二泵浦光。经由第一增益光纤增益产生的激光波长具体可以是1080nm。

第一增益光纤对第一泵浦光未吸收完全时剩余的第一泵浦光经谐振腔3进入第二增益光纤被再次吸收；同时由谐振腔3输出的激光被第二增益光纤再进行放大。其中，激光经由第二增益光纤、第一光纤耦合器21后从第一光纤耦合器21的第二侧未与第一泵浦源的输出端熔接的1路光纤输出，第一光纤耦合器21的第二侧未与第一泵浦源的输出端熔接的1路光纤作为光纤激光器的输出端。未被第一增益光纤完全吸收的第一泵浦光经由第二增益光纤，由第二增益光纤进行二次吸收，产生的激光经由光纤激光器的输出端输出。由第一泵浦光产生装置、谐振腔以及谐振腔内的第一增益光纤可形成正向泵浦激光输出。本实用新型实施例中，第一增益光纤和第二增益光纤的性质相同，可增益产生同种波长的激光。

另一方面，第二泵浦光产生装置2产生的第二泵浦光经由第二增益光纤后进入谐振腔，先后经第二增益光纤、第一增益光纤进行增益，产生激光后由光纤激光器的输出端输出。此时，由第二泵浦光产生装置、第二增益光纤以及谐振腔、谐振腔内的第一增益光纤形成反向泵浦激光输出。

本实用新型实施例中提供的光纤激光器，包括第一泵浦光产生装置、第二泵浦光产生装置、谐振腔、第一增益光纤以及第二增益光纤，可以实现双向泵浦。并且，由于同时存在第一增益光纤和第二增益光纤，可以使得双向泵浦的泵浦光被充分吸收，得到充分利用，降低甚至可以消除最终输出的激光中泵浦光的成分，可以提高光纤激光器输出的激光的可利用性。

如图2所示，在上述实施例的基础上，本实用新型实施例中提供的光纤激光器，所述第一泵浦光产生装置1包括：第二光纤耦合器11和m个第二泵浦源12，所述第二光纤耦合器1的第一侧包括1路光纤，所述第二光纤耦合器11的第二侧包括m+1路光纤，m为正整数。图2中以m的取值是6为例进行说明，此时m与n的取值相等。当m的取值不是6时，则m与n的取值不相等，也就是说，本实用新型实施例中m与n的取值可以相等，也可以不相等，可以根据需要进行具体限定。

第二光纤耦合器11的第一侧的1路光纤与第一反射率的光纤光栅31的第二端熔接；第二光纤耦合器11的第二侧的m+1路光纤中m路光纤分别与m个第二泵浦源12的输出端一一对应熔接。其中，第二泵浦源的种类和类型与第一泵浦源的种类和类型可以相同也可以不同，根据具体需要进行选取，只要保证产生的第一泵浦光和第二泵浦光的波长相等即可。需要说明的是，本实用新型实施例中，第二光纤耦合器11的第二侧未与第二泵浦源的输出端熔接的1路光纤可以作为备用光纤，用于连接额外的泵浦源，或者用于对光进行检测等。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例中提供的光纤激光器，所述第一泵浦源和所述第二泵浦源可以均为激光二极管(laserdiode，ld)。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例中提供的光纤激光器，所述第一增益光纤和所述第二增益光纤均为掺镱光纤，掺镱光纤对泵浦光的吸收具体可以是15db-16db。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例中提供的光纤激光器，所述第一反射率大于等于90％，所述第二反射率小于等于10％。本实用新型实施例中将第一反射率设置为大于等于99％，将第二反射率设置为小于等于10％，可以充分实现谐振腔的功能。例如，可以将第一反射率设置为99％，第二反射率可以设置为10％。

在上述实施例的基础上，本实用新型实施例中提供的光纤激光器，构成谐振腔3的第一反射率的光纤光栅31和第二反射率的光纤光栅32具体可以为光纤布拉格光栅，相应地，第一反射率的光纤光栅31和第二反射率的光纤光栅32具体可以为宽带光纤布拉格光栅，也可以窄带光纤布拉格光栅。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。