[發明專利]基于受激布里淵散射的全光纖化調Q光纖激光器

有效

• 申請號: 201310446417.6
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103500912A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 黃偉;李豐;張巍巍;談根林
• 申請（專利權）人: 江蘇天元激光科技有限公司;中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/117;H01S3/16
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

技術領域

本發明涉及一種基于受激布里淵散射的全光纖化調Q光纖激光器，屬于激光技術領域。

背景技術

目前，包層抽運技術是在20世紀80年代后期出現的，這一技術的出現使光纖激光器的功率水平有了巨大的提高，目前連續激光功率最高已達10?kW(?IPG?公司)。采用包層抽運技術構成的光纖激光器，其結構緊湊、效率高、可廣泛應用于醫學、激光測距、遙感技術、工業加工和參量振蕩等，特別是要求使用高功率光源的眾多領域。所以光纖激光器在最近幾年倍受青睞。

對于許多應用來說，需要有高峰值功率的脈沖光源，Q?開關技術是獲得高峰值功率的有效方法。通常的調Q?激光器，光脈沖寬度與腔長成正比，要獲得較短脈沖，需要減少光纖長度,?這勢必降低了腔內能量的儲存；增加稀土離子的摻雜濃度，原則上可以增大脈沖峰值功率，但是這受到粒子猝滅的限制。

調Q技術分為主動調Q和被動調Q方式，前者是通過外加一些器件，通過器件的開關兩種狀態來改變激光器的Q值達到輸出脈沖光束的目的；后者是通過儲能的方式來改變激光器的Q值達到輸出脈沖光束的目的，和主動調Q技術相比，被動調Q不需要外加器件，所以其成本較低，結構簡單，體積較小，易于設計和生產。

光纖中的受激布里淵散射(SBS)?可使光纖激光器實現自調Q運轉，也即被動調Q方式，這種自調Q?產生的激光脈沖寬度與腔內光子壽命無關,?而是依賴于SBS?的動態特征。與常規的調Q?光纖激光器相比,?基于SBS?過程的自調Q?光纖激光器可將峰值功率提高一個量級。然而,?自調Q?也存在在一些缺陷，例如運轉穩定性欠佳。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種基于受激布里淵散射的全光纖化調Q光纖激光器，它具有被動調Q功能，而且自調Q穩定性好，提高了脈沖峰值功率及減小了脈沖寬度。

本發明解決上述技術問題采取的技術方案是：一種基于受激布里淵散射的全光纖化調Q光纖激光器，它包括低反射率光纖光柵、激光合束器、摻鐿雙包層有源光纖、摻Sm³⁺單模光纖、高反射率光纖光柵和多個泵浦源，并且摻Sm³⁺單模光纖的芯徑比摻鐿雙包層有源光纖的芯徑??；激光合束器具有第一合束連接端、第二合束連接端和泵浦輸入端，第一合束連接端與低反射率光纖光柵相連接，泵浦輸入端分別與多個泵浦源的輸入端相連接，第二合束連接端與摻鐿雙包層有源光纖的一端相連接，摻鐿雙包層有源光纖的另一端與摻Sm³⁺單模光纖的一端相熔接，摻Sm³⁺單模光纖的另一端與高反射率光纖光柵相連接，所述的高反射率光纖光柵、摻Sm³⁺單模光纖以及摻鐿雙包層有源光纖和摻Sm³⁺單模光纖的熔接處構成一調Q諧振腔；所述的低反射率光纖光柵、摻鐿雙包層有源光纖和摻鐿雙包層有源光纖和摻Sm³⁺單模光纖的熔接處構成一放大諧振腔。

進一步，所述的摻鐿雙包層有源光纖和摻Sm³⁺單模光纖的熔接處外套有熔接頭。

采用了上述技術方案后，本發明使用了被動調Q機制，不需要外加調Q裝置，沒有復雜的電路調制部分，既節約了生產成本，又簡化了結構。此被動調Q方式可利用1064納米的泵浦光形成的超聲衍射光柵，此超聲衍射光柵比聲光調Q開關的超聲光柵頻率高一個數量級，提高了脈沖峰值功率及減小了脈沖寬度，再加上可飽和吸收體（摻Sm³⁺單模光纖）的調Q機制，所以性能更加優越和穩定。因為采用了全光纖化的結構，沒有引入任何塊狀器件，所以能夠充分體現第三代激光器免維護的優勢，使其性能更加穩定，結構更加緊湊；另外，由于SBS調Q受多種因素影響，頻率抖動比較大，所以本發明中應用了摻Sm³⁺單模光纖，因為摻Sm³⁺單模光纖可以作為一種可飽和吸收體，當SBS的泵浦光（1064納米）較弱時，可飽和吸收體透過率很小，損耗較大，不能形成1064納米的激光，但是當粒子數反轉到達到某一閾值時，可飽和吸收體的透過率突然增大，形成1064納米的激光作為泵浦光，從而激發了摻Sm³⁺單模光纖的反向SBS激光，這就穩定了SBS激光的頻率。?

附圖說明

圖1為本發明的基于受激布里淵散射的全光纖化調Q光纖激光器的結構示意圖；

圖2為本發明的形成超聲衍射光柵的摻Sm³⁺單模光纖的的內部狀態圖。

具體實施方式