[實用新型]980nm雙包層光子晶體光纖激光器

無效

• 申請號: 201120089521.0
• 申請日: 2011-03-30
• 公開（公告）號: CN202059039U
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 李平雪;張雪霞;劉志;池俊杰
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/08;H01S3/0941;H01S3/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域

本實用新型涉及一種980nm雙包層光子晶體光纖激光器，屬激光技術領域。

背景技術

光纖激光器是以摻有稀土離子的光纖作為增益介質的激光器，隨著摻雜技術不斷發展，摻雜光纖的設計與制造水平也在逐步提高，加上高功率半導體激光器的飛速發展，光纖激光器由于其效率高、光束質量好、體積小、無水冷、可實現全纖化等優點，在光通信、光傳感、激光加工等領域都獲得了廣泛的應用，與傳統的固體激光器競爭，成為當前激光領域中發展最快的激光技術之一。

在眾多的摻雜光纖激光器中，摻鐿光纖激光器發展最為迅速。當前高功率的光纖激光器主要以四能級的摻鐿光纖激光器為主。與其他摻雜光纖激光器相比，它不存在激發態吸收(ESA)，不存在濃度淬滅效應和量子轉換效率高的優點。準三能級摻鐿光纖激光器的輸出波長為980nm，980nm激光器是摻鉺光纖放大器的重要泵浦光源。隨著密集波分復用的頻道數的增加，對摻鉺光纖放大器輸出激光的功率提出了越來越高的要求，獲得高功率高光束質量980nm激光源就成為需要解決的關鍵問題之一。

與980nm半導體激光器相比，980nm光纖激光器可以同時具有輸出功率高、光束質量好和容易實現功率合成的優點。最初人們多采用普通的高摻雜單模摻鐿光纖作為增益介質實現980nm激光輸出。但由于普通單模摻鐿光纖小的纖芯尺寸限制，泵浦源只能采用輸出功率為百mW量級的915nm或940nm單模半導體激光器，所以限制了激光器輸出功率的提高。光子晶體光纖的出現解決了這一問題，利用摻鐿光子晶體光纖的大數值孔徑、大模面積、易保持單模傳輸的特性，可以獲得高功率高光束質量的980nm激光輸出。980nm摻鐿光纖激光器的研究國內外已有相關報導，如：2003年南安普斯頓大學用數值孔徑大于0.7的光子晶體光纖作增益介質，獲得1.4W單模977nm激光輸出。同年，他們又報道了用自行設計的數值孔徑為0.5，內包層直徑28μm，纖芯直徑10μm的光子晶體光纖，獲得3.5W近衍射極限977nm的激光，斜效率達到42％。2008年，德國的弗里德耶拿大學通過915nm泵浦纖芯直徑為80μm，內包層為200μm的棒狀光子晶體光纖，獲得94W的980nm激光輸出。同年，法國利用大功率的915nm激光器泵浦相同規格的光子晶體光纖，獲得了94W的977nm的激光輸出。本實驗室對980nm普通單模摻鐿光纖激光器和放大器進行了首次的理論和實驗研究。利用自制的946nm激光器泵浦普通的單模摻鐿光纖，通過理論計算和模擬分析，選擇最佳的光纖參數，實驗上獲得1.32W的980nm單模輸出。

全光纖激光器利用光柵為反饋腔鏡和輸出鏡實驗了980nm小功率輸出，這種簡單方便的結構是準三能級摻鐿光纖激光器的發展趨勢，但是這種激光器輸出功率較小，不能滿足一些應用中的要求。使用一般的平鏡作為腔鏡實驗2W978nm輸出的光纖激光器結構復雜，穩定性差，并且由于倍頻晶體PPLN的接受波長和溫度帶寬都很小，而且周期性極化晶體的厚度方向尺寸很小，所以在獲得980nm激光時，對光束質量和聚焦系統均有很高的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供了一種980nm雙包層光子晶體光纖激光器，本實用新型具有結構簡單、操作方便的優點。

為了實現上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。本實用新型包括沿光的傳播方向依次設置的915nm半導體激光二極管1、第一平凸透鏡2、二色鏡3、第二平凸透鏡4、雙包層光子晶體光纖5、透鏡6和濾光鏡7。從915nm半導體激光二極管1發出的激光依次經過第一平凸透鏡2、二色鏡3、第二平凸透鏡4準直聚焦后，耦合進雙包層光子晶體光纖5；980nm激光和剩余的915nm泵浦光從雙包層光子晶體光纖的兩端面出射，分別透過第二平凸透鏡4與二色鏡3、透鏡6與濾光鏡7濾光得到980nm激光輸出。

上述的915nm半導體激光二極管1帶有尾纖8。

所述的二色鏡3對915nm光高透、980nm光高反，起濾光作用。

所述的濾光鏡7為鍍有980nm高透，915～946nm高反以及1030～1100nm高反膜的多色鏡。

本實用新型可以獲得如下有益效果：