[實用新型]輸出激光光束質(zhì)量連續(xù)可調(diào)的光纖激光器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820055758.5
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN201160194Y
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周軍;薛宇豪;魏運榮;董景星;樓祺洪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/16;H01S3/0941;H01S3/098;H01S3/10;G02F1/35
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及光纖激光器，特別是一種輸出激光光束質(zhì)量連續(xù)可調(diào)的光纖激光器，利用粗芯多模雙包層光纖中不同模式的彎曲損耗特性，進行模式控制，實現(xiàn)輸出激光光束質(zhì)量的連續(xù)可調(diào)。

背景技術(shù)

雙包層光纖激光器的特點和優(yōu)點在于其獨特的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)近衍射極限的單模激光輸出。但是單模條件的限制使得光纖的纖芯直徑依然很小。采用粗芯多模光纖雖然解決了高功率下光纖端面可能的光損傷和非線性效應(yīng)問題，但輸出激光的光束質(zhì)量下降，為了提高光束質(zhì)量，人們采用各種方法來改善光束質(zhì)量。但有關(guān)輸出光束質(zhì)量連續(xù)可變的光纖激光器，目前尚未見報道。

人們根據(jù)Marcuse的彎曲損耗理論提出了一種基于光纖宏彎損耗的模式選擇技術(shù)，將光纖緊密地纏繞在一定半徑的圓柱體上實現(xiàn)了多模雙包層光纖的單模激光振蕩或放大輸出。但是在這種方法中，圓柱體的半徑是固定的，因而光纖盤繞彎曲的半徑也是固定的，無法實現(xiàn)可變光束質(zhì)量的激光輸出。若要改變輸出激光的光束質(zhì)量，必須將光纖重新纏繞在另一不同半徑的圓柱體上，費時費力，操作不便，并且容易損壞光纖。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有光纖激光器激光光束質(zhì)量不可連續(xù)改變的技術(shù)難題，本實用新型提出了一種輸出激光光束質(zhì)量連續(xù)可調(diào)的光纖激光器，該光纖激光器不需要重新進行光纖纏繞，就能夠?qū)崿F(xiàn)輸出光束質(zhì)量的方便調(diào)節(jié)。

本實用新型的技術(shù)解決方案如下：

采用粗芯多模的雙包層光纖作為增益介質(zhì)，利用纖芯中不同模式的彎曲損耗特性不同來進行選模，通過改變光纖彎曲的程度來控制光束質(zhì)量。采用的技術(shù)方案是將粗芯雙包層光纖依靠其自身張力緊貼于金屬筒的內(nèi)壁，通過外力擠壓金屬筒使之橫截面變成橢圓，在橢圓的長軸兩端，曲率半徑比原來的圓柱面要小，達(dá)到光纖盤繞半徑變小的目的。當(dāng)需要不同輸出光束質(zhì)量的激光時，通過改變圓筒橫截面的形狀就可以方便快捷的實現(xiàn)。

本實用新型的具體技術(shù)解決方案如下：

一種輸出激光光束質(zhì)量連續(xù)可調(diào)的光纖激光器，包括半導(dǎo)體激光泵浦源、光纖光柵和有源粗芯雙包層光纖，所述的半導(dǎo)體激光泵浦源的尾纖與所述的光纖光柵熔接，其特征在于還有金屬筒、調(diào)節(jié)器和準(zhǔn)直透鏡，所述的有源粗芯雙包層光纖緊貼于所述的金屬筒的內(nèi)側(cè)盤繞，所述的有源粗芯雙包層光纖的輸入端與所述的光纖光柵熔接，該有源粗芯雙包層光纖的輸出端接所述的準(zhǔn)直透鏡，所述的調(diào)節(jié)器是由從側(cè)面穿過所述的金屬筒直徑的螺栓和套在該螺栓另一端的調(diào)節(jié)螺母組成。

所述的有源粗芯雙包層光纖的纖芯材料是摻雜稀土鐿離子或釹離子的石英或是玻璃。

所述的有源粗芯雙包層光纖纖芯的直徑大于18μm，光纖內(nèi)包層的橫截面是矩形，或D形，或其它多邊形。

所述的半導(dǎo)體激光泵浦源是通過尾纖輸出的半導(dǎo)體激光器，其發(fā)射波長與所述的有源粗芯雙包層光纖纖芯材料的吸收波長相匹配，所述的尾纖的直徑和數(shù)值孔徑均不大于所述的有源粗芯雙包層光纖內(nèi)包層的相應(yīng)參數(shù)。

所述的光纖光柵是雙包層結(jié)構(gòu)的光纖光柵，是刻寫有與所述的有源粗芯雙包層光纖的激射波長相一致的高反射率的光纖光柵，所述的光纖光柵纖芯和內(nèi)包層的直徑和數(shù)值孔徑與所述的有源粗芯雙包層光纖的直徑和數(shù)值孔徑一致。

所述的金屬筒由具有良好的彈性和柔韌性的金屬片制成，該金屬筒的直徑小于10cm。

所述的半導(dǎo)體激光泵浦源發(fā)出的泵浦光通過光纖光柵耦合入有源粗芯雙包層光纖的內(nèi)包層，實現(xiàn)纖芯中的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的激光通過準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直輸出。通過調(diào)節(jié)器使圓筒的橫截面從圓變成橢圓，雙包層光纖的盤繞曲率半徑也隨之相應(yīng)改變，從而實現(xiàn)對輸出激光光束質(zhì)量的調(diào)節(jié)。

本實用新型的技術(shù)效果：

本實用新型的輸出激光光束質(zhì)量連續(xù)可調(diào)的光纖激光器通過改變金屬筒柱面的形狀來改變雙包層光纖的彎曲半徑，從而實現(xiàn)了輸出光束質(zhì)量的調(diào)節(jié)。與在先技術(shù)相比較，不需要重新纏繞光纖，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)器的螺母即可實現(xiàn)光束質(zhì)量的調(diào)節(jié)，本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便的特點。

附圖說明

圖1為本實用新型輸出激光光束質(zhì)量連續(xù)可調(diào)的光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本實用新型的金屬筒及調(diào)節(jié)器的俯視圖

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，但不應(yīng)以此限制本實用新型的保護范圍。