[發明專利]光纖激光器、增益光纖及其制作方法、光束整形系統

在審

• 申請號: 201210423552.4
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103794973A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 吳礪;賀坤;陳燕平
• 申請（專利權）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;G02B6/02;G02B27/09
• 代理公司: 福建煉海律師事務所 35215
• 代理人: 許育輝

技術領域

本發明涉及激光和光纖領域，尤其涉及一種光纖激光器、增益光纖及其制作方法，還有用于耦合的光束整形系統。

背景技術

光纖激光器作為激光器的一種，在激光光纖通訊、激光空間遠距通訊、工業造船、汽車制造、激光雕刻激光打標激光切割等領域都有重要的應用。目前的光纖激光器，一般需要較長的增益光纖來達到充分吸收泵浦光的目的，以實現高功率光纖激光器，而且對大功率泵浦LD的要求也比較高，成本難以降低。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種光纖激光器及其增益光纖，還有用于將大功率低成本多模LD泵浦光耦合進該增益光纖的光束整形系統，以及增益光纖的制作方法?？蓪崿F短光纖增益介質高吸收泵浦、低成本的高功率光纖激光器。

為達到上述目的，本發明提出的技術方案為：一種光纖激光器，包括泵浦LD、泵浦耦合系統和增益光纖，所述增益光纖的一端鍍有對泵浦光和振蕩光均高反的第一膜層，另一端鍍有對泵浦光高反、對振蕩光增透的第二膜層；其中一端面設有對泵浦光增透的微孔，或者在增益光纖側面設置用于輸入泵浦光的微透鏡；所述泵浦LD發出的泵浦光通過泵浦耦合系統經過所述微孔或微透鏡進入增益光纖，并在增益光纖內反復全內反射進行多次泵浦。

進一步的，所述增益光纖包括纖芯、套于纖芯外的光纖棒和光纖棒外面的外包層；或者所述增益光纖包括纖芯和套于纖芯外的毛細管，纖芯與毛細管通過SiO₂氣溶膠相溶為一體。

進一步的，所述微孔偏離增益光纖的軸心。

進一步的，所述微孔為圓形、橢圓形、三角形或多邊形；所述微孔與增益光纖端面的面積比在1/100~1/5之間。

進一步的，所述泵浦耦合系統包括沿泵浦光路依次設置的第一透鏡、半波片或90°旋光元件、雙折射晶體和第二透鏡；所述泵浦LD發出的泵浦光經第一透鏡準直之后成為光斑為橢圓形的平行光，所述半波片置于橢圓形光斑長軸的一半的光路上。

本發明的另一技術方案為用于上述光纖激光器的具有泵浦微孔的增益光纖，一端鍍有對泵浦光和振蕩光均高反的第一膜層，另一端鍍有對泵浦光高反、對振蕩光增透的第二膜層；其中一端面設有對泵浦光增透的微孔，或者在增益光纖側面設置用于輸入泵浦光的微透鏡；泵浦光通過所述微孔或微透鏡進入增益光纖，并在增益光纖內反復全內反射進行多次泵浦。

進一步的，所述增益光纖包括纖芯、套于纖芯外的光纖棒和光纖棒外面的外包層；或者所述增益光纖包括纖芯和套于纖芯外的毛細管，纖芯與毛細管通過SiO₂氣溶膠相溶為一體；所述微孔偏離增益光纖的軸心位置。

本發明提供的制作具有泵浦微孔增益光纖的方法，包括如下步驟：1）在增益光纖端面用紫外膠固化一微小區域；2）對整個增益光纖端面進行鍍膜；3）去除紫外膠上面的膜層；4）去除紫外膠。

本發明的又一技術方案，一種光束整形系統，用于將泵浦光整形耦合到具有泵浦微孔的增益光纖，包括沿光路依次設置的第一透鏡、半波片或90°旋光元件、雙折射晶體和第二透鏡；所述泵浦LD發出的泵浦光經第一透鏡準直之后成為光斑為橢圓形的平行光，所述半波片置于橢圓形光斑長軸的一半的光路上。

進一步的，所述第一透鏡的焦距大于第二透鏡的焦距。

本發明的有益效果為：通過在雙包層增益光纖上設置偏離軸心的泵浦微孔或微透鏡，使得耦合的泵浦光在較短的光纖增益介質內反復全內反射進行多次泵浦，實現短增益光纖的高吸收泵浦；并通過光束整形系統將橢圓光斑的泵浦光整形并縮小成小圓光斑，以提高泵浦微孔的耦合效率，便于利用大功率低成本的多模LD進行泵浦。該光纖激光器具有短增益光纖、低成本的多模LD泵浦，提高了增益光纖對泵浦的吸收率，降低了成本，實現了低成本的高功率光纖激光器結構。

附圖說明

圖1為本發明光纖激光器結構示意圖；

圖2為本發明增益光纖實施例一結構示意圖；

圖3為圖2所示增益光纖左端面示意圖；

圖4為本發明增益光纖實施例二結構示意圖；

圖5為本發明增益光纖制作過程示意圖；

圖6為本發明光束整形系統結構意圖。

附圖標記：1、泵浦LD；2、泵浦耦合系統；21、第一透鏡；22、雙折射晶體；23、半波片；24、第二透鏡；3、增益光纖；31、第一膜層；32、第二膜層；33、微孔；34、纖芯；35、光纖棒；36、外包層；37、毛細管；4、紫外膠。

具體實施方式