一种高转换效率的光纤激光器的制作方法

本实用新型属于光学领域，具体涉及一种高转换效率的光纤激光器。

背景技术：

光纤激光器是指用掺稀土元素的玻璃光纤作为增益介质的激光器。由于激光的能量较为集中，因此，利用光纤激光器发出的激光，可以对物体实现切割，这种特性使得光纤激光器广泛应用于制造领域和医学领域的切割。

然而，现有的光纤激光器的转换效率不高，从而需要对光纤激光器进行额外的散热处理，这无疑导致光纤激光器的结构复杂，增加了光纤激光器的制造成本。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型实施例提供了一种高转换效率的光纤激光器。

本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种高转换效率的光纤激光器，所述光纤激光器包括：

泵浦光源(10)、波分复用器(20)、第一反射光栅(30)、第一光环形器(40)、增益光纤(50)、第二光环形器(60)、光纤耦合器(70)以及第二反射光栅(80)；

其中，所述泵浦光源(10)产生的泵浦光通过所述波分复用器(20)加载到连接所述第一反射光栅(30)和所述第一光环形器(40)的第二端口的光纤中；

所述第一光环形器(40)的第三端口与所述增益光纤(50)的一端相连，所述增益光纤(50)的另一端连接所述第二光环形器(60)的第一端口；所述第二光环形器(60)的第二端口，连接所述光纤耦合器(70)的第一端口；所述光纤耦合器(70)的第二端口连接所述第二反射光栅(80)；所述光纤耦合器(70)的耦合端口，构成所述光纤激光器的输出端口；所述第二光环形器(60)的第三端口，连接所述第一光环形器(40)的第一端口。

在一种可选实现方式中，所述第一反射光栅(30)和所述第二反射光栅(80)均为刻写在掺有氟化物光纤上的随机相移光栅。

在一种可选实现方式中，所述第一反射光栅(30)和所述第二反射光栅(80)均为布拉格光栅。

在一种可选实现方式中，所述光纤激光器还包括：激光输出头；

所述激光输出头，与所述光纤耦合器(70)的耦合端口相连。

在一种可选实现方式中，所述增益光纤(50)为三包层有源光纤。

本实用新型的有益效果：

本实用新型实施例提供的高转换效率的光纤激光器中，泵浦光源产生的泵浦光通过波分复用器加载到连接第一反射光栅和第一光环形器的第二端口的光纤中，由此进入到第一反射光栅和第二反射光栅构成的谐振腔中，形成激光；经由增益光纤对激光进行放大，最后，由光纤耦合器输出放大后的激光；其中，由于第二光环形器的第三端口，连接着第一光环形器的第一端口；因此，经由第二反射光栅反射回来的未被光纤耦合器输出的激光，可以从第二光环形器的第三端口，返回到第一光环形器的第一端口，并经由第一光环形器的第一端口和第二端口之间的通路，返回至谐振腔中，重新被增益光纤进行放大，并最终被光纤耦合器输出。由此，实现了高转换效率。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种高转换效率的光纤激光器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种高转换效率的光纤激光器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

为了提高光纤激光器的转换效率，本实用新型实施例提供了一种高转换效率的光纤激光器。如图1所示，该光纤激光器可以包括：

泵浦光源10、波分复用器20、第一反射光栅30、第一光环形器40、增益光纤50、第二光环形器60、光纤耦合器70以及第二反射光栅80；

其中，所述泵浦光源10产生的泵浦光通过所述波分复用器20加载到连接所述第一反射光栅30和所述第一光环形器40的第二端口的光纤中；

第一光环形器40的第三端口与增益光纤50的一端相连，增益光纤50的另一端连接第二光环形器60的第一端口；第二光环形器60的第二端口，连接光纤耦合器70的第一端口；光纤耦合器70的第二端口连接第二反射光栅80；光纤耦合器的耦合端口，构成光纤激光器的输出端口；第二光环形器60的第三端口，连接第一光环形器40的第一端口。

其中，泵浦光源10用于产生泵浦光；波分复用器20用于将泵浦光源10产生的泵浦光加载到光纤激光器的谐振腔中，具体的，将泵浦光源10产生的泵浦光加载到连接第一反射光栅30和第一光环形器的第二端口之间的光纤中。其中，该第一反射光栅30和第二反射光栅80构成管线激光器的谐振腔。

然后，泵浦光被第一反射光栅30反射，形成的激光进入第一光环行器40的二端口，并从第一光环行器40的第三端口输出至增益光纤50中；激光经由增益光纤50的放大后，进入第二光环形器60的第一端口，并从第二光环行器60的第二端口输出，进入光纤耦合器70的第一端口；进入到光纤耦合器70的激光中，一部分从光纤耦合器70的耦合端口输出，另一部分从光纤耦合器70的第二端口输出，被第二反射光栅80反射回光纤耦合器70中。被反射回来的激光，从光纤耦合器70的第一端口出来后，进入第二光环形器60的第二端口，并从第二光环行器60的第三端口进入第一光环形器40的第一端口。然后，被反射回来的激光从第一光环行器40的第二端口重新进入到谐振腔中，重新被增益光纤50进行放大，并最终被光纤耦合器70输出。由此，实现了高转换效率的光纤激光器。

可以理解的是，上述的第一光环形器40和第二光环行器60中，第一端口通向第二端口，但第二端口不能通向第一端口；第二端口通向第三端口，但第三端口不能通向第二端口；第一端口和第三端口则互不相通。这里所说端口间互不相通，是指光信号从这样的方向通过后，损耗会很大。

还可以理解的是，上述的波分复用器20、第一反射光栅30、第一光环形器40、增益光纤50、第二光环形器60、光纤耦合器70以及第二反射光栅80，其各自的适用波段均与泵浦光源10所产生泵浦光的波段匹配。

基于该实施例可见，本实用新型实施例提供的光纤激光器的转换效率较高。

在一种可选实现方式中，如图2所示，所述光纤激光器还包括：激光输出头90；

该激光输出头90，与光纤耦合器70的耦合端口相连。

该激光输出头90，用于对光纤耦合器70的耦合端口所耦合的激光进行输出。

另外，激光输出头90中可以由集成有激光功率的控制档位。这样，利用该控制档位，可以对激光输出头最终所输出的激光的功率大小进行调整。

在一种可选实现方式中，所述第一反射光栅30和所述第二反射光栅80均为刻写在掺有氟化物光纤上的随机相移光栅。

具体的，该掺有氟化物光纤，可以是双包层掺yb³⁺氟化物、ln³⁺氟化物、pr³⁺氟化物、eu³⁺氟化物或ho³⁺氟化物的光纤。

其中，yb为元素镱、ln为镧系元素、pr为元素镨、eu为元素铕、ho为元素钬。

进一步的，所述第一反射光栅30和所述第二反射光栅80可以均为布拉格光栅。

在一种可选实现方式中，所述增益光纤50可以采用三包层有源光纤，当然，也可以采用双包层有源光纤。

可以理解的是，多包层的有源光纤与常规的光纤相比，增加了第折射率的外包层，从而能够更有效的提高泵浦吸收。

另外，为了对光纤激光器内部的器件进行保护，并提升光纤激光器的成品美观度，本实用新型实施例提供的光纤激光器还可以包括外封组件；该外封组件，用于将上述的泵浦光源10、波分复用器20、第一反射光栅30、第一光环形器40、增益光纤50、第二光环形器60、光纤耦合器70以及第二反射光栅80进行封装。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。