[實用新型]可調諧摻鐿雙包層光纖激光器

無效

• 申請號: 200820229588.8
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN201323377Y
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 葉陳春;范元媛;吳彩緣;羅正錢;蔡志平
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/08;H01S3/10;H01S3/042
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所
• 代理人: 馬應森

技術領域

本實用新型涉及一種光纖激光器，尤其是涉及一種高功率可調諧摻鐿雙包層光纖激光器。它主要是通過選擇優化的參數，利用摻鐿Yb³⁺大模面積雙包層光纖作為增益介質，閃耀光柵作為波長調諧元件，通過調諧光柵轉角來選擇激光器的激射波長。具有調節方法簡便、調諧范圍廣且激光功率高的優點。主要可作為拉曼光纖激光器的泵浦源，也可用于激光加工、醫療、測距等方面。

背景技術

光纖激光器具有閾值低、效率高、易調諧和緊湊小巧等特點。近年來，隨著光纖設計和工藝的改進、包層泵浦技術的發展以及高功率多模半導體激光器技術的完善，高功率雙包層光纖激光器倍受國內外學者的關注，在通信、激光加工、激光醫療和激光測距等方面都有廣闊的應用前景。利用摻雜于玻璃介質中的Yb³⁺離子極寬的發射譜線的特性，可實現寬范圍波長調諧。

在現有的可調諧雙包層光纖激光器中，由于需要在激光腔中插入各種偏振及調諧控制元件，使得腔體損耗增加，從而降低了激光輸出功率。

發明內容

本實用新型的目的在于針對現有的可調諧雙包層光纖激光器的腔體損耗較大，激光輸出功率較低等問題，提供一種參數優化、調諧范圍較寬和功率較高的可調諧摻鐿雙包層光纖激光器。

本實用新型的技術方案是基于雙包層光纖激光器的速率方程，在考慮散射損耗的情況下推導摻鐿雙包層光纖激光器的解析解并進行數值分析，得到使激光器輸出功率較高的優化光纖長度和腔鏡反射率，對雙包層光纖激光器進行優化設計，從而獲得寬調諧范圍和高輸出功率。

本實用新型設有泵浦源、循環水冷溫控裝置、尾纖、第1平凸鏡、第1二向色鏡、第2二向色鏡、第2平凸鏡、雙包層光纖、第3平凸鏡和閃耀光柵。

泵浦源與循環水冷溫控裝置連接，泵浦源的激光輸出端與尾纖耦合連接，第1平凸鏡置于尾纖正前方，第1平凸鏡與尾纖的距離等于第1平凸鏡的焦距，從尾纖輸出的泵浦光通過平凸鏡的平面端，從凸面端準直輸出，第1二向色鏡與第1平凸鏡軸向成45°角置于第1平凸鏡前方，第2二向色鏡與第1二向色鏡平行放置，第2平凸鏡與第3平凸鏡平面相對，第2平凸鏡置于第2二向色鏡前方，雙包層光纖置于第2平凸鏡與第3平凸鏡之間，由第2二向色鏡反射的平行光通過第2平凸鏡聚焦，由第2平凸鏡的平面輸出，第2平凸鏡的平面輸出的平行光通過雙包層光纖的第一端耦合進雙包層光纖，從雙包層光纖的第二端輸出并照射到第3平凸鏡的平面端，由第3平凸鏡進行準直，閃耀光柵置于第3平凸鏡凸面正前方。

泵浦源可選用多模半導體激光器LD，多模半導體激光器LD的輸出激光最大功率最好為200W、中心波長最好為970～980nm。

雙包層光纖的第二端最好為7°～10°角傾斜拋光，以抑制雙包層光纖兩端面因菲涅爾反射而造成的寄生振蕩。

第1二向色鏡和第2二向色鏡最好鍍有薄膜，對泵浦波長激光高反R＞97％@975nm，而對出射波長激光具有高透T＞85％@1080mm。第1二向色鏡和第2二向色鏡以45°角平行放置，將泵浦光與輸出激光分開。

第1平凸鏡和第2平凸鏡最好具有相同的焦距，且焦距可為22～28mm；第3平凸鏡的焦距可為48～52mm，從而更好地擴大光斑直徑，減小對閃耀光柵的損害，并增強光柵的分光能力。

循環水冷溫控裝置用于調節泵浦源的工作溫度，使泵浦源發射的泵浦光中心波長與雙包層光纖的纖芯材料吸收波長相同。尾纖數值孔徑小于雙包層光纖內包層數值孔徑。

實驗表明，本實用新型的波長可調諧范圍為1046～1121nm，在1089nm處獲得最大輸出功率。當入纖泵浦功率48W時，1089nm處最高輸出功率為23.7W，相應的斜效率為53％。

由此可見，本實用新型具有功率大、調諧范圍廣、操作方便和用途廣等一系列優點。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例的二向色鏡反射譜曲線。在圖2中，橫坐標為波長Wavelength(nm)，縱坐標為反射率Reflectivity。

圖3是本實用新型實施例的輸出激光光譜圖。在圖3中，橫坐標為波長Wavelength(nm)，縱坐標為光強度Optical?intensity(dBm)。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型設有泵浦源(LD)1、循環水冷溫控裝置2、尾纖3、第1平凸鏡4、第1二向色鏡5、第2二向色鏡6、第2平凸鏡7、雙包層光纖8、第3平凸鏡10和閃耀光柵11。