一种光纤激光器的制作方法

本技术涉及激光，尤其涉及一种光纤激光器。

背景技术：

1、绿光激光器由于输出波长短，各类材料吸收率相对较高，加工热影响区域小，加工精度高等特点，在材料微加工，太阳能光伏行业打孔，玻璃基油墨去除和标记，高反材料切割与焊接，陶瓷打孔和划片，晶圆打标和切割等领域应用十分广泛。

2、传统绿光激光器以全固态激光器为典型代表，该类激光器一般以光纤耦合半导体激光器作为泵浦源，若干晶体和镜片组成谐振腔，通过在谐振腔内或腔外设置倍频晶体，采用非线性频率变换技术产生绿光激光。

3、该类全固态绿光激光器由于采用了大量光学晶体或镜片等元件，导致了激光器结构复杂和体积庞大，在运输和使用过程中抗振动性差，维护成本高且较为困难，同时大量全固态镜片的使用增加了激光热透镜效应产生几率，容易导致激光器光束质量相对较差，输出功率较低，稳定性较差，且传统固体绿光激光器重复频率相对较低，一般最高只能到达数百千赫兹，进而导致了加工效率相对较低，面对多样化要求的工业加工领域，传统全固态绿光激光器已经无法满足一些对加工效率具有较高要求的精密加工领域需求。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构紧凑的光纤激光器。

2、为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现。

3、本技术提供了一种光纤激光器，包括光纤模块、倍频模块，所述光纤模块用于产生并向倍频模块输出高光束质量基频光，所述倍频模块用于接收由光纤模块输出的高光束质量基频光并对其进行二倍频及光束整形；

4、其中，所述光纤模块包括；

5、脉冲激光种子源，用于向第一预放大单元输出重复频率和脉冲宽度可调的脉冲种子光；

6、所述第一预放大单元，与所述脉冲激光种子源连接，用于将所述脉冲激光种子源输出的脉冲种子光功率提升；

7、第二预放大单元，与所述第一预放大单元连接，用于将所述第一预放大单元输出的种子激光功率提升；

8、主放大单元，与所述第二预放大单元连接，用于将所述第二预放大单元输出的种子激光功率提升，并输出至倍频模块。

9、进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述脉冲激光种子源与第一预放大单元之间连接设有第一隔离器；

10、其中，所述第一隔离器设置为数百毫瓦量级，用于所述脉冲激光种子源向第一预放大单元输出的脉冲种子光单向传输。

11、进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述第一预放大单元包括：

12、波分复用器，与第一隔离器的激光输出端连接；

13、第一泵浦源，与所述波分复用器的泵浦输入端连接；

14、第一增益光纤，与所述波分复用器的激光输出端、第二预放大单元连接；

15、其中，所述第一泵浦源为单模泵浦源。

16、进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述第一预放大单元还包括：

17、第一泵浦保护器，设置在所述波分复用器、第一泵浦源之间，分别与所述波分复用器的泵浦输入端、第一泵浦源的泵浦输出端连接；

18、第二隔离器，设置在所述第一增益光纤、第二预放大单元之间，其激光输入端与第一增益光纤连接、激光输出端与第二预放大单元连接；

19、其中，所述第一泵浦保护器用于阻挡第一预放大单元中的回返光，所述第二隔离器用于第一预放大单元向第二预放大单元输出的种子激光单向传输。

20、进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述第二预放大单元包括：

21、第一合束器，激光输入端与第二隔离器的激光输出端连接；

22、第二泵浦源，与所述第一合束器的泵浦输入端连接；

23、第二增益光纤，与所述第一合束器的激光输出端、主放大单元连接；

24、其中，所述第二泵浦源为多模泵浦源。

25、进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述第二预放大单元还包括：

26、第一包层光剥离器，设置在所述第二增益光纤、主放大单元之间，其激光输入端与第二增益光纤连接、激光输出端与主放大单元连接；

27、第三隔离器，设置在所述第一包层光剥离器、主放大单元之间，其激光输入端与第一包层光剥离器连接、激光输出端与主放大单元连接；

28、第二泵浦保护器，设置在所述第一合束器、第二泵浦源之间，分别与所述第一合束器的泵浦输入端、第二泵浦源的泵浦输出端连接；

29、其中，所述第一包层光剥离器用于降低光纤包层激光功率，所述第三隔离器用于第二预放大单元向主放大单元输出的种子激光单向传输，所述第二泵浦保护器用于阻挡第二预放大单元中的回返光。

30、进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述主放大单元包括：

31、第二合束器，激光输入端与第三隔离器的激光输出端连接；

32、第三泵浦源，设有至少一个且分别与所述第二合束器的泵浦输入端连接；

33、第三增益光纤，与所述第二合束器的激光输出端连接；

34、第二包层光剥离器，与所述第三增益光纤、准直器连接；

35、所述准直器，用于所述光纤模块输出基频光的准直；

36、其中，所述第三泵浦源为多模泵浦源。

37、进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述第二预放大单元还包括与第三隔离器检测端连接的第一光电探测器，所述主放大单元还包括与第一包层光剥离器检测端连接的第二光电探测器；

38、其中，所述第一光电探测器采用光纤耦合式光电探测器，所述第二光电探测器采用空间式光电探测器。

39、进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述倍频模块包括：

40、第一二向色镜，设置于准直器的激光输出光路上，用于滤除所述光纤模块中残余的泵浦光或杂散光；

41、二分之一波片，设置于所述第一二向色镜的激光输出光路上，用于旋转调节、控制基频光的偏振态；

42、第一平凸透镜，设置于所述二分之一波片的激光输出光路上；

43、倍频晶体，设置于所述第一平凸透镜的激光输出光路上，用于所述第一平凸透镜输出基频光的倍频。

44、进一步限定，上述的光纤激光器，其中，所述倍频模块还包括：

45、第二二向色镜，设置于所述倍频晶体的激光输出光路上，用于滤除未倍频的基频光；

46、第二平凸透镜，设置于所述第二二向色镜的激光输出光路上，用于所述第二二向色镜输出倍频光的准直；

47、高反射镜，设置于所述第二平凸透镜的激光输出光路上，用于输出由所述第二平凸透镜准直后的倍频光。

48、本实用新型至少具备以下有益效果：

49、1、由光纤模块和倍频模块两部分组成，而光纤良好的柔性使该绿光激光器结构紧凑，抗振能力强，体积小巧，维修方便，只需对整个光纤模块或倍频模块进行诊断和更换，可实现模块化高效率生产，降低了激光器的维修成本，倍频前基频光由光纤模块产生，与传统固体绿光激光器相比，极大地提高了该类绿光激光器平均输出功率水平和光束质量，同时该绿光激光器脉冲宽度和重复频率由窄线宽脉冲激光种子源驱动控制，脉冲宽度和重复频率调节灵活、方便且范围广，提高了激光器的加工效率和材料加工效果，拓展了该绿光激光器在不同材料精密加工领域的应用场景和应用范围；

50、2、通过第一包层光剥离器降低光纤包层激光功率，提高种子激光的光束质量，降低第三隔离器的承受压力，有利于第二预放大单元中激光功率的进一步提升；

51、3、通过第二包层光剥离器有效地对主放大单元中的光纤包层光进行剥除，极大地提高了基频光和绿光的光束质量；

52、4、整个光纤链路采用的全保偏光纤结构，确保了激光器高消光比输出的同时不受环境振动和温度变化的影响，同时采用了光纤耦合式和空间式的光电探测器对预放大器光路与该绿光激光器光纤链路进行时刻监控，确保光纤链路系统运行的安全可靠，大大提高了激光器系统的稳定性、可靠性；

53、5、通过调节基频光偏振态和优化基频光光斑大小，能够显著提高激光器光的光转换效率。