一种分段式增益结构的光纤激光器的制作方法

本发明涉及激光，具体涉及一种分段式增益结构的光纤激光器。

背景技术：

1、光纤激光器是以掺杂光纤作激光介质的一种新型固体激光器，具有散热性好和光束质量高等优点。

2、和传统的固体、气体激光器一样。光纤激光器基本也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本的要素组成。泵浦源一般采用高功率半导体激光器(ld)，增益介质为掺杂光纤或普通非线性光纤，谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔，泵浦光经适当的光学耦合系统耦合进入增益光纤，增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转经受激放大和谐振腔的选模作用后，最终形成稳定激光输出。

3、增益介质为掺杂稀土离子的光纤芯，掺杂光纤夹在2个反射镜之间，从而构成f-p谐振腔。

4、掺稀土元素的光纤放大器促进了光纤激光器的发展，因为光纤放大器可以通过适当的反馈机理形成光纤激光器。当泵浦光通过光纤中的稀土离子时就会被稀土离子吸收。这是吸收光子能量的稀土原子电子就会激励到较高激射能级，从而实现离子数反转，反转后的离子数就会以辐射形式从高能级转移到基态，并释放出能量，完成受激辐射。

5、目前，高功率连续光纤激光器多采用两种方式光路，第一种为mopa结构通过采用种子源加放大器结构实现高功率连续光输出，第二种为采用光栅作为谐振腔直接输出。在高功率连续光纤激光器中，输出激光的光束质量直接影响到激光器的使用，第一种光束质量优于第二种方式，但第一种受限于复杂光路结构，成本高后期维护性差，目前光纤激光器多采用第二种方式实现高功率连续光输出。即现有技术为了光路简化后期易维护故多采用线性腔结构，光束质量低于mopa结构光路。

技术实现思路

1、针对以上技术的缺点，本发明提出了一种分段式结构光纤光路，解决了传统mopa结构中光路复杂维护性差的缺点，可以实现基于器件数量少于传统线性腔下器件数量的情况下，实现mopa结构的高光束质量高功率连续激光输出。

2、本发明提供的一种分段式增益结构的光纤激光器，包括高反光栅、前段增益光纤、低反光栅、后段增益光纤、合束器、输出器件qbh；

3、将原有线性腔的掺镱yb光纤分为两部分，前半部分为线性腔种子源部分，包括高反光栅、前段增益光纤、低反光栅，用来产生高光束质量的种子激光；后半部分为放大器包括后段增益光纤、合束器、qbh，所述后半部分的放大器用来进行放大，所述放大器吸收系数为15db，由于放大器采用后向泵浦，残余泵浦光会进入所述线性腔种子源；

4、所述线性腔种子源为线性腔结构，所述残余泵浦光经过所述线性种子源吸收，能够利用所述残余泵浦光产生高光束质量，因此不需要采用光纤包层光剥除器cps进行包层光滤除。

5、进一步，所述线性种子源吸收系数低，但由于采用种子源+放大的光路结构，所述线性种子源仅需输出低功率。

6、进一步，所述线性种子源使用10m掺镱yb光纤，所述放大器使用20m掺镱yb光纤。

7、本发明还提供一种采用所述分段式增益结构的光纤激光器的操作方法，包括：在原有的线性腔光学器件不变的情况下，通过器件的种子源+放大的光路结构的重新组合，构成一种主振荡功率放大mopa结构的高功率光纤激光器。

8、本发明方法具有如下优点：

9、本发明基于线性腔器件采用种子源加放大器结构可输出高光束质量连续光，并且由于可以合理利用泵浦光，与传统线性腔比较可以去掉cps，减少光纤器件便于后期维护。

技术特征：

1.一种分段式增益结构的光纤激光器，包括高反光栅、前段增益光纤、低反光栅、后段增益光纤、合束器、输出器件qbh；

2.根据权利要求1所述的分段式增益结构的光纤激光器，其特征在于，其中，所述线性种子源吸收系数低，但由于采用种子源+放大的光路结构，所述线性种子源仅需输出低功率。

3.根据权利要求1所述的分段式增益结构的光纤激光器，其特征在于，所述线性种子源使用10m掺镱yb光纤，所述放大器使用20m掺镱yb光纤。

4.一种采用如权利要求1-3任一项所述分段式增益结构的光纤激光器的操作方法，包括：在原有的线性腔光学器件不变的情况下，通过器件的种子源+放大的光路结构的重新组合，构成一种主振荡功率放大mopa结构的高功率光纤激光器。

技术总结
本发明提供了一种分段式增益结构的光纤激光器，包括高反光栅、前段增益光纤、低反光栅、后段增益光纤、合束器、输出器件QBH；将原有线性腔的掺镱Yb光纤分为两部分，前半部分为线性腔种子源部分，包括高反光栅、前段增益光纤、低反光栅，用来产生高光束质量的种子激光；后半部分为放大器，包括后段增益光纤、合束器、QBH，用来进行放大，吸收系数为15dB；线性腔种子源为线性腔结构，残余泵浦光经过线性种子源吸收，利用残余泵浦光产生高光束质量，不需要采用光纤包层光剥除器CPS进行包层光滤除。本发明采用种子源加放大器结构可输出高光束质量连续光，可去掉传统线性腔的CPS，减少光纤器件。

技术研发人员：许昌兴
受保护的技术使用者：北京东方锐镭科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13