[發(fā)明專利]光纖激光系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410429693.6
• 申請(qǐng)日: 2014-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN104218439A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鞏馬理;閆平;付晨;肖起榕;孫駿逸;李丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/091
• 分類號(hào): H01S3/091;H01S3/067
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光纖激光系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為了應(yīng)對(duì)光纖激光系統(tǒng)功率不斷向上擴(kuò)展的需要，光纖激光系統(tǒng)泵浦注入量必須不斷增大。無論在什么樣的技術(shù)背景下，通過合束等方式集合泵浦能量都存在一個(gè)能量限制。因此，如何通過技術(shù)手段將盡量多的泵浦注入增益光纖中成為光纖激光器功率向上擴(kuò)展的主要問題之一。

傳統(tǒng)技術(shù)的解決方法是通過雙端泵浦實(shí)現(xiàn)泵浦能力翻倍的結(jié)果。然而，由于光纖吸收能力的限制，對(duì)于固定長度的增益光纖其吸收比例是固定的。這就意味著，所采用雙端泵浦的注入總量越大，在增益光纖的另一端殘余泵浦越多。這一部分殘余泵浦有可能直接對(duì)多模光纖耦合器或者激光二極管造成損傷。因此，如果不依賴于增加光纖長度而解決雙端泵浦功率增大后引發(fā)的殘余泵浦問題，雙端泵浦技術(shù)將可以在激光系統(tǒng)中不受限制的應(yīng)用。

而解決殘余泵浦問題要通過包層濾除的手段。目前傳統(tǒng)包層濾除手段為在光纖包層外側(cè)添加折射率匹配材料，破壞光纖包層界面的全反射條件。這種包層光濾除技術(shù)因?yàn)槠洳痪邆浞较蜻x擇性因此無法應(yīng)用于雙向泵浦的光纖激光系統(tǒng)(當(dāng)濾除某一個(gè)方向的殘余泵浦時(shí)，會(huì)濾除另一個(gè)方向未被吸收的泵浦)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種光纖激光系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以使泵浦源的添加位置、數(shù)量、功率水平都不再受到增益光纖吸收能力的制約，具有較高的泵浦能力及系統(tǒng)功率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種光纖激光系統(tǒng)，包括：高反光纖光柵；輸出光纖光柵；至少一個(gè)激光模塊，所述激光模塊包括依次串聯(lián)的前向泵浦源、后向包層光濾除器、增益光纖、前向包層光濾除器和后向泵浦源，其中，所述前向泵浦源與所述高反光纖光柵相連，所述后向泵浦源與所述輸出光纖光柵相連，所述前向包層光濾除器和后向包層光濾除器能夠?qū)δ繕?biāo)光纖中按預(yù)定方向傳播的包層光進(jìn)行一定比例的濾除。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光纖激光系統(tǒng)，在對(duì)泵浦總量分解后，在激光系統(tǒng)中的不同位置雙向注入主光纖，另外，引入了包層光濾除器，使得泵浦源的添加位置、數(shù)量、功率水平都不再受到增益光纖吸收能力的制約具有較高的泵浦能力及系統(tǒng)功率。同時(shí)，系統(tǒng)中加入具有方向選擇性的單向包層光濾除器，從而可避免雙向泵浦可能產(chǎn)生的互相影響以及對(duì)多模光纖合束器產(chǎn)生的壓力，還可清除對(duì)應(yīng)于每一個(gè)方向上的單次注入泵浦的殘余泵浦以及包層光。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的光纖激光系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在一些示例中，所述至少一個(gè)激光模塊為多個(gè)，所述多個(gè)激光模塊依次串聯(lián)。

在一些示例中，所述多個(gè)激光模塊包括第一至第三激光模塊，所述第一激光模塊的前向泵浦源與所述高反光纖光柵相連，所述第一激光模塊的后向泵浦源與所述第二激光模塊的前向泵浦源相連，所述第二激光模塊的后向泵浦源與所述第三激光模塊的前向泵浦源相連，所述第三激光模塊的后向泵浦源與所述輸出光纖光柵相連。

在一些示例中，所述多個(gè)激光模塊之間通過傳輸光纖相連。

在一些示例中，所述前向泵浦源或所述后向泵浦源可以通過端泵的方式從增益模塊的兩端耦合進(jìn)入所述光纖激光系統(tǒng)，也可以通過帶有信號(hào)通路的多模光纖耦合器在增益模塊內(nèi)的預(yù)定點(diǎn)耦合進(jìn)入所述光纖激光系統(tǒng)。

在一些示例中，所述后向包層光濾除器和所述前向包層光濾除器布置在相對(duì)于增益光纖對(duì)每個(gè)泵浦源的主要吸收長度之后。

在一些示例中，所述后向包層光濾除器的濾除方向?yàn)橹赶蛩龈叻垂饫w光柵的方向。

在一些示例中，還所述前向包層光濾除器的濾除方向?yàn)橹赶蛩鲚敵龉饫w光柵的方向。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光纖激光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光纖及光纖的形成方法。