[發明專利]一種提高光纖激光器光束質量的有源光纖器件

有效

• 申請號: 201310538186.1
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN103531995A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 鄒淑珍;于海娟;林學春
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于光纖光學器件領域，尤其涉及一種提高光纖激光器光束質量的有源光纖器件。

背景技術

近年來，光纖激光器憑借其效率高，體積小，散熱好，操作便捷等諸多優點在激光及其加工技術領域取得了長足的發展，并在光纖通信、工業加工、醫療、軍事等領域獲得了廣泛的應用，特別是高功率高光束質量光纖激光器在激光厚板切割、激光焊接、精密制造等加工領域已逐漸占領大份額激光器市場。光纖激光器隨著激光功率的增加，其輸出激光光束質量逐漸變差，主要原因是由于激光功率的增加使得增益光纖中的高階模被逐漸放大，導致光纖激光光束質量變差。

發明內容

為了提高光纖激光器的光束質量，并保證其輸出激光功率不變，本發明提供一種提高光纖激光器光束質量的光纖器件。

根據本發明的一方面，提高光纖激光器光束質量的有源光纖器件，其包括泵浦光光纖分束部分、產生誘導激光的光纖部分以及光纖合束部分；其中，泵浦光光纖分束部分用于將泵浦光分成兩束強度不同的泵浦光并輸出；產生誘導激光光纖部分用于強度較弱泵浦光泵浦增益光纖產生誘導激光，并輸出至光纖合束部分；光纖合束部分用于將所述誘導激光和泵浦光強度較強的泵浦光合束。

其中所述泵浦光光纖分束部分包括與泵浦源尾纖熔接的泵浦光傳能光纖以及由所述傳能光纖分成的兩根泵浦光傳能光纖，其中所述兩根泵浦光傳能光纖的泵浦光分束強度不同。

其中所述產生誘導激光的光纖部分包括輸入光纖光柵、增益光纖以及輸出光纖光柵；其中，輸入光纖光柵、輸出光纖光柵分別與增益光纖的兩端熔接，形成光纖激光諧振腔，輸出誘導激光，輸入光纖光柵的另一端與所述泵浦光光纖分束部分中泵浦光強度較弱的泵浦光傳輸光纖熔接，所產生的誘導激光通過輸出光纖光柵輸出。

其中所述光纖合束部分包括誘導激光傳能光纖、泵浦光傳輸光纖和輸出傳能光纖；所述誘導激光傳能光纖的一端與所述產生誘導激光的光纖部分中輸出誘導激光的光纖光柵熔接，另一端與所述泵浦光光纖分束部分中泵浦光強度較強的泵浦光傳輸光纖合束熔接到輸出傳能光纖。

其中所述兩根泵浦光傳能光纖的有效模場直徑不同；且泵浦光分束比例在1∶9到1∶4之間。

其中所述誘導激光傳能光纖與所述泵浦光光纖分束部分中泵浦光強度較強的泵浦光傳輸光纖以(1+1)×1的合束方式熔接到輸出傳能光纖。

將本發明提出的上述有源光纖器件插入光纖激光器增益腔中，可利用小功率高光束質量的誘導激光在主增益光纖中產生激光模式誘導作用，增加主增益光纖中激光低階模競爭優勢，使低階模增益增加、高階模增益降低，從而提高了輸出激光的光束質量。本發明操作簡單、使用方便，靈活性高且制作成本低，在能夠保證激光功率和效率的前提下，有效地提高光纖激光器輸出激光的光束質量。

附圖說明

圖1為本發明優選實施例中用于提高光纖激光器光束質量的光纖器件結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

圖1示出了本發明提出的一種提高光纖激光器光束質量的有源光纖器件。如圖1所示，其包括泵浦光光纖分束部分、產生誘導激光的光纖部分以及光纖合束部分。其中，泵浦光光纖分束部分用于將泵浦光分成兩束強度不同的泵浦光并輸出；產生誘導激光光纖器件用于根據泵浦光光纖分束部分中泵浦光強度較弱的泵浦光產生誘導激光，并輸出至光纖合束部分；光纖合束部分用于將所述誘導激光和泵浦光強度較強的泵浦光進行合束后輸出。

其中，所述泵浦光光纖分束部分，包括與泵浦源1尾纖熔接的泵浦光傳能光纖3以及由所述傳能光纖3分成的兩根泵浦光傳能光纖，即第一泵浦光傳能光纖4和第二泵浦光傳能光纖5；其中，所述泵浦光傳能光纖3的光纖特征參數與泵浦源1尾纖相同，第一泵浦光傳能光纖4的泵浦光強度比第二泵浦光傳能光纖5弱，且第一泵浦光傳能光纖4與所述產生誘導激光光纖部分熔接；第一泵浦光傳能光纖4和第二泵浦光傳能光纖5的有效模場直徑不同，且所述第一泵浦光傳能光纖4的有效模場直徑小于第二傳泵浦光能光纖5的有效模場直徑，第一泵浦光傳能光纖4和第二泵浦光傳能光纖5的泵浦光分束比例在1∶9到1∶4之間。