[發明專利]一種用于光纖激光器且可濾除包層光的裝置

有效

• 申請號: 201310148965.0
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103257399A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 王文亮;黃良金;冷進勇;黃值河;孔令超;李杰;王睿星;曹澗秋;郭少鋒;許曉軍;陳金寶;程湘愛;姜宗福;劉澤金
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G02B6/24
• 分類號: G02B6/24;G02B6/255;G02B6/245;G02B6/036;G02F1/01
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

技術領域

本發明涉及光纖激光器領域，包括光纖振蕩器和光纖放大器，具體涉及一種用于光纖激光器且可濾除包層光的裝置。

背景技術

光纖激光器，是采用光纖作為增益介質的激光器，通過在光纖基質材料中摻雜不同的稀土離子，獲得所對應波段的激光輸出。近年來，隨著高亮度激光二極管泵浦技術與大模場雙包層摻雜光纖制造工藝的發展，單根雙包層光纖激光的輸出功率迅速提高。2003年，德國Jena大學的Limpert等人獲得了500W的連續激光。2004年，英國Southampton大學的Jeong等實現了1.36kW的激光輸出。Jeong通過改善增益光纖參數和提高泵浦功率,?將激光器的輸出功率提升到了2.1kW。2009年6月，美國IPG公司推出了50kW級多模連續光纖激光器；同時，該公司實現了產品化的單模10kW級光纖激光器，此為目前功率最高的基模光纖激光器。光纖激光器作為一類新型激光器，具有轉換效率高、體積小、光束質量好等優勢，是21世紀最具發展潛力的激光器。光纖激光器通常包括光纖振蕩器和光纖放大器，通過摻雜稀土離子的增益光纖，將注入的泵浦激光轉化為信號激光。光纖激光器輸出光中的包層光主要有三個來源：一是未被吸收的泵浦光；二是激光腔中激發的包層模式以及放大的自發輻射；三是由于光纖的彎曲和熔接等原因，部分信號光泄露到包層中形成包層光。

目前關于光纖激光器包層光濾除與冷卻方案已有CN201234052Y（名稱《用于雙包層光纖放大器和光纖激光器的泵浦泄放裝置》）和CN101718916A（名稱《剝離雙包層光纖中剩余泵浦光的方法》）等中國專利文獻進行過相關報道，但這些裝置均只采用了一種高折射率的導光膠層，包層光會在較短的長度內大量濾除，從而導致局部過熱，不便于散熱，當累積的熱量達到一定程度時，光纖的局部由于溫度較高將可能燒毀，進而給整個激光器系統帶來災難性后果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種可有效濾除光纖激光器包層光、散熱快而均勻、安全性好、結構簡單的用于光纖激光器且可濾除包層光的裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是一種用于光纖激光器且可濾除包層光的裝置，該裝置包括一根雙包層傳能光纖（通常為1m～2m），所述雙包層傳能光纖由內向外依次由纖芯（實心結構）、內包層、外包層和涂覆層組成，所述雙包層傳能光纖的中間一段或多段為去除了涂覆層和外包層的濾除段，所述濾除段的內包層外圍沿其圓周方向排布有至少一根去除涂覆層的無芯光纖，所述無芯光纖與雙包層傳能光纖軸向平行，所述無芯光纖外設有一玻璃套管，所述玻璃套管將全部的無芯光纖、濾除段的內包層與纖芯包覆其中，所述玻璃套管的外表面上涂覆有導光膠層。

上述的裝置中，優選的，所述無芯光纖的折射率等于雙包層傳能光纖的內包層折射率，所述玻璃套管的折射率等于或大于無芯光纖的折射率，所述導光膠層的折射率大于玻璃套管的折射率，導光膠層的折射率優選大于1.46，改變導光膠層的折射率可以改變包層光的濾除速度，折射率越大，濾除速度越快。

上述的裝置中，優選的，所述濾除段的內包層外表面與所述無芯光纖之間為線接觸，線接觸是通過在所述玻璃套管的外側用氫氧焰進行加熱得到。通過加熱，使無芯光纖與內包層外表面有熔融接觸，且接觸程度可根據加熱時間或溫度的變化進行調節，從而改變包層光耦合出去的速度，實現包層光在濾除裝置上均勻而快速地剝離。由于倏逝波耦合速度非常快，一般線接觸就可符合要求。

上述的裝置中，優選的，所述濾除段的內包層外圍均勻排滿6根去除涂覆層的無芯光纖。無芯光纖通常由處于中心的硅酸鹽玻璃（實心結構）及處于外側的涂覆層構成，無芯光纖在濾除段上的排布數目可根據需要濾除包層光的多少決定，當濾除段的內包層外圍沿圓周方向排滿去除涂覆層的無芯光纖時，可達到非常好的濾除效果。

上述的裝置中，所述玻璃套管優選純石英套管、硅酸鹽玻璃套管或磷酸鹽玻璃套管，更優選純石英套管，當然，該玻璃套管也可以是其它折射率等于或大于無芯光纖折射率的材料。

上述的裝置中，優選的，所述雙包層傳能光纖的外包層與涂覆層為同一介質。

上述的裝置中，所述濾除段的長度優選5cm～20cm（當有多段濾除段時，該長度指每一段濾除段的長度），濾除段的長度不限于此，可根據需要濾除包層光的多少決定。