受激拉曼散射抑制器和光纤激光器的制作方法

1.本实用新型涉及光纤激光器领域，尤其涉及一种受激拉曼散射抑制器和光纤激光器。


背景技术：

2.光纤激光器因其具有光束质量好、转换效率高、热管理方便等优点，在通信、工业制造、科学研究、航空航天等领域具有广泛的应用，而石英光纤存在着非线性效应，当在光纤中传输高功率密度光信号时，光纤材料折射率受到高功率光强的调制，使其不再是线性介质特性，产生出与信号光不同新的增益和频率分量，而影响到正常的光纤信号传输。
3.在目前已有的单模或者多模高功率光纤激光器中都受到不同程度的受激拉曼散射效应srs影响，使其会产生出与激光器自身波长不同的新的波长分量，导致激光器单色性和性能的劣化，所以一般高功率激光器中都会采取措施抑制srs，改善激光器性能。
4.现有技术中，抑制光纤激光器中srs的主要办法为采用大芯径光纤，而使用大芯径光纤会导致激光器传输模式过多，光束质量下降，或尽可能的减少光纤传输长度，或者施加多泵浦源的方式，技术程度较为复杂，其对于关键技术和工艺都有较强的影响，其性能受到一定程度的限制，同时使用对象范围较窄。


技术实现要素：

5.本实用新型的第一目的是提供一种高效抑制拉曼光的受激拉曼散射抑制器。
6.本实用新型的第二目的是提供一种具有上述受激拉曼散射抑制器的光纤激光器。
7.为了实现本实用新型第一目的，本实用新型提供一种受激拉曼散射抑制器，包括传输光纤和金属封装，传输光纤上设置有第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅，第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅首尾相连，第一光纤布拉格光栅的角度与第二光纤布拉格光栅的角度不相等，第一光纤布拉格光栅的周期与第二光纤布拉格光栅的周期不相等；金属封装沿光路方向贯穿设置有安装槽，传输光纤沿光路方向地穿过安装槽，第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅位于安装槽内，金属封装填充有光学胶，光学胶包裹在传输光纤的包层外周，光学胶的折射率大于包层的折射率。
8.更进一步的方案是，金属封装包括底座和盖体，安装槽设置在底座上，盖体盖合在安装槽外并与底座固定连接。
9.更进一步的方案是，盖体设置有沿光路方向延伸的穿槽，穿槽沿传输光纤的径向贯穿布置，穿槽在光路方向的两端设置有挡部，穿槽与安装槽连通，挡部遮盖安装槽。
10.更进一步的方案是，盖体在穿槽的两侧分别设置有定位孔，底座在安装槽的两侧分别设置有固定孔，连接螺钉穿过定位孔与固定孔连接。
11.更进一步的方案是，盖体在穿槽的两侧分别设置有避让槽，底座在避让槽处设置有连接孔。
12.为了实现本实用新型第二目的，本实用新型提供一种光纤激光器，包括激光发生
器和如上述方案的受激拉曼散射抑制器，激光发生器与传输光纤连接。
13.本实用新型的有益效果是，通过设置沿光路方向布置的两个光栅，且两个光纤布拉格光栅沿光路方向首尾相连，以及两个光纤布拉格光栅的角度和周期不相等，因此利用两段光栅存在的角度差和周期差，可更高效地抑制高功率激光器中的拉曼散射效应，光栅可以将受激拉曼散射波长的lp01模耦合进入光纤包层中损耗，继而传递至金属封装上并高效地滤除器件的运行时产生的热量，本案抑制器在抑制非线性光的同时对激光器输出光束质量影响较小，且结构更为紧凑更为稳定。
附图说明
14.图1是本实用新型受激拉曼散射抑制器实施例在制作光栅时的示意图。
15.图2是本实用新型受激拉曼散射抑制器实施例中光纤布拉格光栅的示意图。
16.图3是本实用新型受激拉曼散射抑制器实施例的结构图。
17.图4是本实用新型受激拉曼散射抑制器实施例的分解图。
18.图5是本实用新型受激拉曼散射抑制器实施例的剖视图。
19.图6是本实用新型受激拉曼散射抑制器实施例的输出光谱对比图。
20.以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
21.受激拉曼散射抑制器实施例：
22.参照图1和图2，在制作受激拉曼散射抑制器时首先在光纤上制作光栅，具体地，使用相位掩模法在传输光纤2上刻写一段光栅，曝光前将光纤在掩膜版平面内旋转一个角度θ1，第一次曝光后将光纤在掩膜版平面内旋转一个角度θ2并将光纤沿轴向平移光栅长度的距离继续曝光第二次，继而第一光纤布拉格光栅21和第二光纤布拉格光栅22在传输光纤2沿光路方向首尾相连，且第一光纤布拉格光栅21的周期λ1与第二光纤布拉格光栅22λ2的周期不相等，第一光纤布拉格光栅21的角度θ1与第二光纤布拉格光栅22的角度θ2不相等，即两个光纤布拉格光栅存在预设的角度差和周期差，通过对光栅周期以及角度的控制，光栅可以将受激拉曼散射波长的lp01模耦合进入光纤包层中损耗。
23.参照图3至图5，随后将制作好光栅的光纤装入金属封装1内，金属封装1包括底座11和盖体12，底座11沿光路方向贯穿设置有安装槽111，传输光纤2沿光路方向地穿过安装槽111，盖体12设置有沿光路方向延伸的穿槽121，穿槽121沿传输光纤2的径向贯穿布置，穿槽121在光路方向的两端设置有挡部122，盖体12盖合在安装槽111外并与底座11固定连接，穿槽121与安装槽111连通，挡部122遮盖安装槽111，第一光纤布拉格光栅21和第二光纤布拉格光栅22位于安装槽111内，金属封装1填充有光学胶，光学胶包裹在传输光纤2的包层外周，光学胶的折射率大于传输光纤2的包层的折射率，耦合进入光纤包层中的拉曼散射光通过高折射率胶水涂层辐射到金属封装进行散热。
24.盖体12在穿槽121的两侧分别设置有定位孔123，底座11在安装槽111的两侧分别设置有固定孔112，连接螺钉125穿过定位孔123与固定孔112连接。盖体12在穿槽121的两侧分别设置有避让槽124，底座11在避让槽124处设置有连接孔113，连接孔113可用于外部器件与受激拉曼散射抑制器连接，完成上述装配后则完成受激拉曼散射抑制器的制作。
25.光纤激光器实施例：
26.光纤激光器包括激光发生器和受激拉曼散射抑制器，激光发生器包括种子光源和光纤放大器，种子光源产生的激光光源通过光纤放大器的功率放大后，再经过光纤隔离器朝外输出，激光发生器的光纤隔离器则与传输光纤2连接。
27.参照图6，图6是受激拉曼散射抑制器的输出光谱对比图，其中实心灰线为没有装配抑制器时的输出光谱，而空心线为使用了抑制器(rss)的输出光谱，在没有使用抑制器时，1132nm附近的散射光则有明显的散射，而光纤激光器在使用了本案的受激拉曼散射抑制器后，在1132nm附近的散射光则受到明显的抑制，因此本案采用的复合光栅可以将受激拉曼散射波长的lp01模耦合进入光纤包层中损耗，再经过高折射率胶水涂层辐射到金属封装进行散热，本受激拉曼散射抑制器在抑制光纤在高功率信号光传输时产生的非线性效应有很好的效果。


技术特征：
1.受激拉曼散射抑制器，其特征在于，包括：传输光纤，所述传输光纤上设置有第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅，所述第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅首尾相连，所述第一光纤布拉格光栅的角度与所述第二光纤布拉格光栅的角度不相等，所述第一光纤布拉格光栅的周期与所述第二光纤布拉格光栅的周期不相等；金属封装，所述金属封装沿光路方向贯穿设置有安装槽，所述传输光纤沿所述光路方向地穿过所述安装槽，所述第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅位于所述安装槽内，所述金属封装填充有光学胶，所述光学胶包裹在所述传输光纤的包层外周，所述光学胶的折射率大于所述包层的折射率。2.根据权利要求1所述的受激拉曼散射抑制器，其特征在于：所述金属封装包括底座和盖体，所述安装槽设置在所述底座上，所述盖体盖合在所述安装槽外并与所述底座固定连接。3.根据权利要求2所述的受激拉曼散射抑制器，其特征在于：所述盖体设置有沿所述光路方向延伸的穿槽，所述穿槽沿所述传输光纤的径向贯穿布置，所述穿槽在所述光路方向的两端设置有挡部，所述穿槽与所述安装槽连通，所述挡部遮盖所述安装槽。4.根据权利要求3所述的受激拉曼散射抑制器，其特征在于：所述盖体在所述穿槽的两侧分别设置有定位孔，所述底座在所述安装槽的两侧分别设置有固定孔，连接螺钉穿过所述定位孔与所述固定孔连接。5.根据权利要求3所述的受激拉曼散射抑制器，其特征在于：所述盖体在所述穿槽的两侧分别设置有避让槽，所述底座在所述避让槽处设置有连接孔。6.光纤激光器，其特征在于，包括激光发生器和如上述权利要求1至5任一项所述的受激拉曼散射抑制器，所述激光发生器与所述传输光纤连接。

技术总结
本实用新型提供一种受激拉曼散射抑制器和光纤激光器，包括传输光纤和金属封装，传输光纤上设置两个光纤布拉格光栅，两个光纤布拉格光栅首尾相连，两个光纤布拉格光栅的角度和周期不相等，金属封装沿光路方向贯穿设置有安装槽，传输光纤沿光路方向地穿过安装槽，第一光纤布拉格光栅和第二光纤布拉格光栅位于安装槽内，金属封装填充有光学胶，光学胶包裹在传输光纤的包层外周，光学胶的折射率大于包层的折射率。本案采用的复合光栅可以将受激拉曼散射波长的LP01模耦合进入光纤包层中损耗，再经过高折射率胶水涂层辐射到金属封装进行散热，本受激拉曼散射抑制器在抑制光纤在高功率信号光传输时产生的非线性效应有很好的效果。信号光传输时产生的非线性效应有很好的效果。信号光传输时产生的非线性效应有很好的效果。


技术研发人员：王健强 刘家兴 黄杭东 许义 吉贵军 王兴龙
受保护的技术使用者：珠海光库科技股份有限公司
技术研发日：2022.08.22
技术公布日：2022/12/2