[發(fā)明專(zhuān)利]激光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410040379.9
• 申請(qǐng)日: 2014-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103746282B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹丁象;盧建南;梁文富;黎海明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 珠海光庫(kù)科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/067
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/067;H01S3/08;H01S3/02;H01S3/13;H01S3/098
• 代理公司: 珠海智專(zhuān)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司44262
• 代理人: 林永協(xié)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激光器，尤其涉及一種用于輸出鎖模激光脈沖的光纖激光器。

背景技術(shù)

光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，繼而造成激光工作物質(zhì)的激光能級(jí)躍遷，再通過(guò)諧振腔便可形成激光振蕩輸出。

光纖激光器應(yīng)用范圍非常廣泛，其具有體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高、輸出光束質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到迅猛發(fā)展，尤其在激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、工業(yè)造船、汽車(chē)制造、激光雕刻、激光打標(biāo)、激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔、切割、焊接、軍事國(guó)防安全、醫(yī)療器械儀器設(shè)備、大型基礎(chǔ)建設(shè)等具有廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有用于輸出鎖模激光脈沖的激光器通常在諧振腔內(nèi)設(shè)置有準(zhǔn)直器和半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM),通過(guò)準(zhǔn)直器輸出激光入射到半導(dǎo)體可飽和吸收鏡中。而半導(dǎo)體可飽和吸收鏡的基本結(jié)構(gòu)就是把反射鏡與半導(dǎo)體可飽和吸收體結(jié)合在一起，通過(guò)改變吸收體的厚度以及反射鏡的反射率，可以調(diào)節(jié)吸收體的調(diào)制深度和反射鏡的帶寬，其鎖模原理是脈沖入射到半導(dǎo)體可飽和吸收鏡時(shí)，由于脈沖的前后沿強(qiáng)度低，導(dǎo)致吸收不飽和，大部分的能量被吸收，而脈沖中心的強(qiáng)度大，所以中心部分的能量當(dāng)被吸收達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，大部分能量被返回到諧振腔內(nèi)。可見(jiàn)，通過(guò)半導(dǎo)體可飽和吸收鏡將激光脈沖的前后沿的光強(qiáng)吸收，脈沖寬度在反射過(guò)程中被壓縮，從而實(shí)現(xiàn)將激光脈沖的鎖模。

然而，現(xiàn)有的諧振腔通過(guò)是通過(guò)大氣空間對(duì)光路進(jìn)行傳輸，同時(shí)由于泵浦光通過(guò)增益光纖輸入到準(zhǔn)直器中的光通常不是含有不同偏振態(tài)的脈沖偏振光，繼而使得準(zhǔn)直器向半導(dǎo)體可飽和吸收鏡輸出的是不同偏振態(tài)的脈沖偏振光。由于半導(dǎo)體可飽和吸收鏡對(duì)不同偏振態(tài)的脈沖光具有不同程度的飽和吸收，導(dǎo)致半導(dǎo)體可飽和吸收鏡對(duì)不同偏振態(tài)的脈沖偏振光出現(xiàn)不同程度的吸收，繼而對(duì)該脈沖光出現(xiàn)不同程度的損耗，使得半導(dǎo)體可飽和吸收鏡輸出不穩(wěn)定的脈沖光。同時(shí)，現(xiàn)有激光器多為采用大氣空間作為激光傳播介質(zhì)，容易受到溫度變化帶來(lái)的振動(dòng)的影響，且容易受到外界環(huán)境干擾，光損耗高，使得激光器輸出光束質(zhì)量不穩(wěn)定的脈沖激光。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種可輸出穩(wěn)定激光脈沖的激光器。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的主要目的，本發(fā)明提供一種激光器，其在沿光路的方向上依次設(shè)置有至少一個(gè)泵浦光發(fā)射裝置、光纖合束器、增益光纖、第一準(zhǔn)直器、鎖模裝置、第二準(zhǔn)直器和輸出鏡，其中，激光器在第一準(zhǔn)直器和鎖模裝置之間設(shè)置有第一偏振分束裝置；激光器還在第二準(zhǔn)直器和輸出鏡之間設(shè)置有第二偏振分束裝置；泵浦光發(fā)射裝置通過(guò)第一保偏光纖連接于光纖合束器的第一端；增益光纖為保偏光纖，光纖合束器通過(guò)增益光纖連接于第一準(zhǔn)直器的第二端；第一準(zhǔn)直器通過(guò)第二保偏光纖連接于第一偏振分束裝置；第一偏振分束裝置通過(guò)第三保偏光纖連接于鎖模裝置；光纖合束器的第一端通過(guò)第四保偏光纖連接于第二準(zhǔn)直器；第二準(zhǔn)直器通過(guò)第五保偏光纖連接于第二偏振分束裝置；第二偏振分束裝置通過(guò)第六保偏光纖連接于輸出鏡。

由上述方案可見(jiàn)，通過(guò)設(shè)置在第一準(zhǔn)直器和鎖模裝置之間的第一偏振分束裝置將從第一準(zhǔn)直器入射的光進(jìn)行偏振分束，通過(guò)調(diào)節(jié)偏振分束裝置實(shí)現(xiàn)慢軸傳輸或快軸傳輸?shù)木€偏振光入射到鎖模裝置，該線偏振光具有穩(wěn)定的偏振態(tài)，所以鎖模裝置能夠?qū)ζ洳糠帜芰窟M(jìn)行穩(wěn)定地吸收并反射穩(wěn)定的鎖模后的激光脈沖，并在輸出鏡和第二準(zhǔn)直器之間設(shè)置有偏振分束裝置同樣使得輸出的光為線偏振光和反射到諧振腔內(nèi)的光為線偏振光。同時(shí)利用保偏光纖來(lái)連接激光器的各個(gè)光學(xué)器件，通過(guò)全保偏光纖的結(jié)構(gòu)的激光器具有良好的穩(wěn)定性，通過(guò)保偏光纖來(lái)傳輸線偏振光，使得光路避免受到溫度變化帶來(lái)的振動(dòng)的影響，且光損耗低，使得光路傳輸過(guò)程穩(wěn)定高效，不容易受外界環(huán)境干擾。

更進(jìn)一步的方案是，激光器還包括用于連接增益光纖與第一準(zhǔn)直器之間的第七保偏光纖。

由上可見(jiàn)，通過(guò)在增益光纖和第一準(zhǔn)直器增加一段保偏光纖有利于增加激光器的腔長(zhǎng)，通過(guò)采用不同長(zhǎng)度的保偏光纖以調(diào)節(jié)鎖模激光的重復(fù)頻率，有利于提高激光脈沖的鎖模效果，使其輸出高質(zhì)量的激光脈沖。

更進(jìn)一步的方案是，增益光纖與第七保偏光纖通過(guò)熔接的方式連接。

由上可見(jiàn)，通過(guò)熔接的方式將增益光纖和保偏光纖進(jìn)行連接，可有效地剝離殘余泵浦光，使得激光器輸出更加穩(wěn)定的激光脈沖。

更進(jìn)一步的方案是，增益光纖為雙包層摻銩保偏光纖。

由上可見(jiàn)，采用高摻雜濃度的稀有元素到保偏光纖中，并通過(guò)雙包層光纖有利于使得泵浦光能夠在增益光纖中更好的進(jìn)行躍遷，繼而輸出高質(zhì)量的激光脈沖。

更進(jìn)一步的方案是，鎖模裝置為半導(dǎo)體可飽和吸收鏡。