[發(fā)明專利]基于體布拉格光柵的光譜脈沖合束光纖激光器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310677987.6
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103633548A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 史偉;張卓
• 申請（專利權）人: 山東海富光子科技股份有限公司
• 主分類號: H01S3/23
• 分類號: H01S3/23;H01S3/067;H01S3/101
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 于濤

技術領域

本發(fā)明涉及一種光纖激光器技術領域，具體涉及一種將多束脈沖激光束合成一束高能量脈沖激光束的基于體布拉格光柵的光譜脈沖合束光纖激光器。

背景技術

光纖激光器是以摻雜稀土元素的光纖為增益介質(zhì)的激光器，通過摻雜不同的稀土元素，如餌（Er），鐿（Yb），銩（Tm），鈥（Ho），釹（Nd）等，光纖激光器的工作波段覆蓋了從紫外到中紅外，與其他激光器相比，光纖激光器具有激光工作閾值低，能量轉化率高、輸出光束質(zhì)量好、結構緊湊穩(wěn)定、無需光路調(diào)整、散熱性能好、壽命長和無需維護等鮮明特點，因此得到快速發(fā)展以及廣泛地應用。

單臺脈沖光纖激光器實現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量、高效率的輸出是有極限的，由于能量升高，以SBS為代表的非線性效應會限制脈沖激光能量的提高。要實現(xiàn)更高能量的輸出最佳途徑就是光束合成技術。

多光束合成有相干合成和非相干合成兩種方法。相干合成是通過精密相位控制使多臺激光器的輸出相位保持一致，各光束由于相干疊加使得功率和亮度隨合成數(shù)目增加而成倍增加，但相干合成結構復雜，不易調(diào)節(jié)，不適合應用于工業(yè)化光纖激光器產(chǎn)品中。

發(fā)明內(nèi)容

?本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提出一種通過將多個不同波長的激光在近場或遠場獲得光場分布的疊加合成的基于體布拉格光柵的光譜脈沖合束光纖激光器。

本發(fā)明是通過以下技術方案加以實現(xiàn)的。

一種基于體布拉格光柵的光譜脈沖合束光纖激光器，其特征在于使用體布拉格光柵對多束光纖激光進行有效合束，使用脈沖同步電路控制多束光纖激光器信號同步，通過選擇光纖激光的輸出能量和同步信號頻率，實現(xiàn)高能量合束脈沖激光功率輸出，包括：脈沖光纖激光器1、脈沖光纖激光器2至脈沖光纖激光器n、體布拉格光柵11、體布拉格光柵12至體布拉格光柵1n和脈沖激光輸出，脈沖光纖激光器1、脈沖光纖激光器2至脈沖光纖激光器n分別各自經(jīng)過體布拉格光柵11、體布拉格光柵12至體布拉格光柵1n衍射后，合為一束脈沖激光輸出10，各脈沖光纖激光器在給出光脈沖信號時，同步電信號通過接口輸出供外部同步電路20控制，以實現(xiàn)脈沖同步輸出。

所述的脈沖光纖激光器1~n，為摻鐿光纖激光器，內(nèi)置同步脈沖信號電路，中心波長λ₁~λ_n處于1.06-1.1μm，3dB線寬小于1nm，激光束準直輸出，輸出能力和重復頻率可調(diào)節(jié)。?

所述的n臺脈沖光纖激光器（1~n）中心波長λ₁~λ_n等間隔，波長間距大于3nm。?

所述的體布拉格光柵11，對脈沖光纖激光器1輸出高反，高反光譜區(qū)3dB帶寬為1.5nm，衍射效率大于99%。?

所述體布拉格光柵1k（1<k≤n），對脈沖光纖激光器k輸出高反，高反光譜區(qū)3dB帶寬為1.5nm，衍射效率大于99%；對脈沖光纖激光器k-1、脈沖光纖激光器k-2、……、脈沖光纖激光器1高透，透射率大于99%。?

所述的體布拉格光柵11~1n，均可承受脈沖光纖激光器1~n的最大功率。

所述外部同步電路與n臺脈沖光纖激光器（1~n）內(nèi)部同步信號相連接，通過改變外部電路觸發(fā)信號頻率可以同時對n臺脈沖光纖激光器重復頻率進行調(diào)整，保證各脈沖光纖激光器脈沖時域同步輸出。

本發(fā)明的優(yōu)點在于它通過對多束脈沖光纖激光器輸出進行有效合束，得到了高能量光纖脈沖激光輸出，整個系統(tǒng)結構簡單、合束效率高、穩(wěn)定可靠、適合實際應用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種結構圖示圖。

圖中標記：脈沖光纖激光器1、脈沖光纖激光器2、脈沖光纖激光器n、體布拉格光柵11、體布拉格光柵12、體布拉格光柵1n、脈沖激光輸出10、外部同步電路20。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述：

如圖1所示，一種基于體布拉格光柵的光譜合束脈沖光纖激光器，其特征在于，包括：脈沖光纖激光器1、脈沖光纖激光器2、……、脈沖光纖激光器n、體布拉格光柵11、體布拉格光柵12、……、體布拉格光柵1n、脈沖激光輸出10、外部同步電路20，脈沖光纖激光器1、脈沖光纖激光器2、……、脈沖光纖激光器n的輸出分別各自經(jīng)過體布拉格光柵11、體布拉格光柵12、……、體布拉格光柵1n衍射，合為一束激光輸出10，通過外部同步電路20使n束光纖激光輸出脈沖時域同步并通過合束，實現(xiàn)高能量激光脈沖輸出。