[發明專利]激光波長為1.7～2.1μm的鍺酸鹽玻璃光纖激光器

無效

• 申請號: 200810219501.3
• 申請日: 2008-11-28
• 公開（公告）號: CN101420099A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 楊中民;于勝磊;徐善輝
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/08
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及光纖激光器，特別是1.7～2.1μm稀土離子摻雜的鍺酸鹽玻璃光纖激光器。

背景技術

光纖激光器因具有散熱好、光束質量高、易于系統集成等特點而受到人們的廣泛關注，現已成為固體激光器主要的研究方向之一。波長處于1.7～2.1μm近紅外、中紅外激光屬于人眼安全激光，在激光測距、激光雷達、材料加工、紅外遙感、超低損耗遠距離通信以及外科手術方面具有廣泛的應用前景。因此，近年來1.7～2.1μm光纖激光器成為各國研究的熱點。

目前，研究較多的1.7～2.1μm波段光纖激光器的基體材料主要有石英玻璃、碲酸鹽玻璃、氟化物玻璃以及鍺酸鹽玻璃。石英玻璃較高的聲子能量(～1100cm^-1)、較低的稀土離子摻雜能力(<1000ppm)使得光纖激光器的量子效率和斜率效率不高，不利于從單根光纖中獲得大功率的激光輸出；碲酸鹽玻璃雖然具有較高的稀土離子摻雜能力、相對較低的最大聲子能量(～800cm^-1)，但碲酸鹽玻璃的較低的激光損傷閾值和相對較差的環境適應性限制了其應用范圍；雖然氟化物玻璃的聲子能量較低(～500cm^-1)、激光器的量子效率較高，但氟化物玻璃的環境適應性和玻璃拉絲性能差的缺點限制了其使用范圍。

鍺酸鹽玻璃具有良好的機械性能、化學穩定性以及強的抗環境變化的能力，另外，鍺酸鹽玻璃還具有：稀土離子摻雜濃度高(可摻雜Er³⁺，Yb³⁺、Pr³⁺，Tm³⁺，Ho³⁺，Nd³⁺，Tb³⁺等多種稀土離子)、透射波長范圍寬(0.5～5.5μm)、最大聲子能量相對較低(～900cm^-1)、拉絲性能良好的優點。同時，纖芯中較高的Ge含量使得光纖的光敏性較好，有利于光柵的刻寫，激光波長在一定范圍內可調諧輸出。上述特點使得鍺酸鹽玻璃光纖成為1.7～2.1μm光纖激光器的優選基質材料。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種激光波長為1.7～2.1μm的鍺酸鹽玻璃光纖激光器，這種激光器具有結構簡單、體積小、成本低、量子效率高、激光模式好、常溫下輸出波長穩定、可實現高功率輸出的優點。

為獲得波長處于1.7～2.1μm的近紅外、中紅外激光，本發明的具體技術解決方案如下：

激光波長為1.7～2.1μm的鍺酸鹽玻璃光纖激光器，包括泵浦源溫控系統之一，泵浦源之一，帶尾纖的準直聚焦透鏡組之一，輸入耦合鏡，稀土離子摻雜的鍺酸鹽玻璃光纖，輸出耦合鏡，二色鏡，帶尾纖的準直聚焦透鏡組之二、泵浦源之二、泵浦源溫控系統之二，和輸出光探測系統，其特征在于：

激勵介質為稀土離子摻雜的鍺酸鹽玻璃光纖，所述稀土離子及其摻雜方式包括：單摻Tm³⁺，或單摻Ho³⁺，或Tm³+/Ho³⁺共摻，或Tm³⁺/Yb³⁺共摻，或Ho³⁺/Yb³⁺共摻，或Tm³⁺/Ho³+/Yb³⁺三摻；

激光諧振腔為由輸入耦合鏡和輸出耦合鏡構成的F-P腔，或采用在摻雜稀土離子的鍺酸鹽玻璃光纖兩端鍍上分別與輸入耦合鏡和輸出耦合鏡相同功能薄膜的構成。

上述的激光波長為1.7～2.1μm的鍺酸鹽玻璃光纖激光器，激光激光諧振腔為F-P腔時，激光器采用泵浦源之一或泵浦源之二單端泵浦方式，或同時采用泵浦源之一和泵浦源之二雙端泵浦方式；激光諧振腔由輸入耦合鏡和光纖布拉格光柵構成時，采用單端泵浦方式。

上述的激光波長為1.7～2.1μm的鍺酸鹽玻璃光纖激光器，輸出耦合鏡用光纖布拉格光柵代替。