[發明專利]一種光纖激光器

有效

• 申請號: 201711038966.4
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN108092124B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 李思源;王軍龍;李磐;于淼;池俊杰;姜詩琦;朱占達;符聰
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 31229 上海唯源專利代理有限公司
• 代理人: 曾耀先<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及激光技術領域，尤其涉及一種光纖激光器。為避免因激光器中的增益光纖的纖芯溫度過高而影響光纖激光器的系統穩定性，本發明提出一種光纖激光器，其包括正向合束器、反向合束器、增益光纖和泵浦激光器，正向合束器和反向合束器設置在增益光纖兩端，泵浦激光器熔接在正向合束器和反向合束器的泵浦輸入光纖上；增益光纖的纖芯的折射率大于內包層的折射率，纖芯上設置第一纖芯光柵和第二纖芯光柵；內包層上設置有第一包層光柵和第二包層光柵；第一包層光柵和第二包層光柵的工作波長介于泵浦激光器的輸出光波長和第一纖芯光柵及第二纖芯光柵的工作波長之間。該光纖激光器的增益光纖的整體溫度可控，系統穩定。

技術領域

本發明涉及激光技術領域，尤其涉及一種光纖激光器。

背景技術

現有的光纖激光器，利用設置在增益光纖的纖芯兩端設置有纖芯光柵將泵浦裝置發出的泵浦光反射到增益光纖的纖芯內，并在纖芯內轉換成激光。但是，由于纖芯直徑過小，當泵浦光在纖芯內轉換成激光時，產生的熱量全部集中在纖芯中，導致纖芯的溫度過高，甚至影響光纖激光器的系統穩定性。

發明內容

為避免因激光器中的增益光纖的纖芯溫度過高而影響光纖激光器的系統穩定性，本發明提出一種光纖激光器，該光纖激光器包括正向合束器、反向合束器、增益光纖和泵浦激光器，所述正向合束器設置在所述增益光纖的第一端，所述反向合束器設置在所述增益光纖的第二端，所述泵浦激光器熔接在所述正向合束器和所述反向合束器的泵浦輸入光纖上；所述增益光纖包括纖芯和直接包覆在所述纖芯上的內包層，所述纖芯的折射率大于所述內包層的折射率，所述纖芯上設置第一纖芯光柵和第二纖芯光柵，且所述第一纖芯光柵靠近所述增益光纖的第一端，所述第二纖芯光柵靠近所述增益光纖的第二端，第一纖芯光柵的反射率高于所述第二纖芯光柵的反射率；所述內包層上設置有第一包層光柵和第二包層光柵，且所述第一包層光柵位于所述第一纖芯光柵背離所述正向合束器的一側，所述第二包層光柵位于所述第二纖芯光柵背離所述反向合束器的一側；所述第一包層光柵和所述第二包層光柵的工作波長a介于所述泵浦激光器的輸出光波長b和所述第一纖芯光柵及所述第二纖芯光柵的工作波長c之間。該光纖激光器工作時，泵浦激光器的輸出光波(泵浦光)一部分進入到內包層中，另一部分進入到纖芯中，其中，進入內包層的泵浦光在內包層中增益產生波長為a的中間波，且該部分泵浦光在增益產生中間波時產生的熱量全部位于增益光纖的內包層中，增益生成的中間波被第一包層光柵和第二包層光柵反射而無法從內包層中出射，進而折射進入纖芯中并增益產生波長為c的激光，且增益產生的波長為c的激光從反射率較低的第二纖芯光柵處出射；進入纖芯的泵浦光在纖芯中增益產生波長為c的激光并從反射率較低的第二纖芯光柵處出射，且該部分泵浦光在增益產生波長為c的激光時產生的熱量全部位于纖芯中。由此可見，該光纖激光器在將泵浦激光器輸出的泵浦光轉換成激光輸出時，轉換過程中產生的熱量一部分位于截面積遠大于纖芯的內包層中，一部分位于纖芯中，故可減小光纖激光器中增益光纖的纖芯的升溫量，使增益光纖的整體溫度更為可控，進而使光纖激光器的系統更為穩定。

優選地，所述增益光纖為雙包層摻雜光纖或混合光纖，該混合光纖包括雙包層摻雜光纖和普通雙包層光纖，且該普通雙包層光纖設置在所述雙包層摻雜光纖的兩端。采用雙包層摻雜光纖作為增益光纖，可提高增益光纖的增益性能；采用混合光纖作為增益光纖，并在位于雙包層摻雜光纖兩端的普通光纖的內包層上刻設包層光柵的工藝較為簡單，可降低光纖激光器的制作難度及成本。

優選地，所述雙包層摻雜光纖的纖芯和內包層上摻雜有增益離子。進一步地，所述增益離子為稀土離子。進一步優選地，所述雙包層摻雜光纖的內包層上包覆有外包層，該外包層外表面上涂覆有涂覆層，所述外包層的折射率小于所述內包層的折射率且大于所述涂覆層的折射率。這樣，在纖芯及內包層上均摻雜有稀土離子作為增益離子，可有效提高纖芯和內包層的增益性能，從而可有效提高殘留在內包層和纖芯之間的泵浦光折射進入纖芯中的效率，進而可降低光纖激光器的發熱量。