[發明專利]橫向發射光纖激光器及其實現方法

有效

• 申請號: 201910608794.2
• 申請日: 2019-07-08
• 公開（公告）號: CN110224287B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 陳達如;楊培培;周雁
• 申請（專利權）人: 杭州線感光電技術有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發明涉及一種橫向發射光纖激光器及其實現方法。本發明包括帶有D型光纖結構的摻雜光纖、第一布拉格光柵、第二布拉格光柵、浮雕光柵，第一布拉格光柵、第二布拉格光柵分別刻寫在摻雜光纖的兩端，在D型光纖結構的中部為浮雕光柵，所浮雕光柵用于將光纖光波傳播方向的部分光垂直耦合出來，實現激光在光纖的橫向發射。本發明通過兩個高反射率的布拉格光柵構成激光器的諧振腔，采用浮雕光柵耦合實現激光橫向發射，具有結構簡單、成本低廉等優點。

技術領域

本發明屬于激光技術領域，特別是涉及一種基于橫向發射的光纖激光器及其實現方法。

背景研究

近年來，隨著激光器的發展，特別是光纖激光器成為各國研究的熱點。由于光纖激光器的結構簡單、體積小、單色性好、效率高、成本低的特點，廣泛被用于通訊、軍事、醫療、傳感器等領域。橫向發射激光器由于其出光方向垂直于晶片、光束質量高等特點,在集成、檢測、光輸出耦合方面都有先天的優勢。

目前，主流的光纖激光器大都是以光纖傳輸方向（縱向）輸出激光為主。比較典型的結構是以LD作為泵浦光從光纖的一端或通過波分復用器輸入，經過光纖的光學諧振腔（通常情況下，用光纖光柵在光纖傳輸方向反饋構成光學諧振腔），在光學諧振腔植入可以實現一定增益的摻雜光纖以達到光放大的效果，最后通過泵浦光能量轉移到信號光諧振，實現激光從光纖的一端輸出。其優點是光纖輸出光束質量高。然而，由于激光在縱向傳輸，而在橫向受到嚴格約束，由于激光主要在光纖纖芯里傳播，外界環境的變化對激光特性產生的作用很小，所以不利于光纖激光器在傳感方面的應用。所以發明一種能夠實現激光橫向發射的光纖激光器具有重要意義。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種能使激光橫向發射的光纖激光器及其實現方法。

本發明中的橫向發射光纖激光器，包括帶有D型光纖結構的摻雜光纖、第一布拉格光柵、第二布拉格光柵、浮雕光柵，所述的第一布拉格光柵、第二布拉格光柵分別刻寫在摻雜光纖的兩端，構成激光器諧振腔，在D型光纖結構的中部為浮雕光柵，所浮雕光柵用于將光纖光波傳播方向的部分光垂直耦合出來，實現激光在光纖的橫向發射。

進一步說，所述的帶有D型光纖結構的摻雜光纖增益譜覆蓋輸出激光波長，浮雕光柵耦合波長范圍也覆蓋輸出激光波長。

進一步說，所述的第一布拉格光柵、第二布拉格光柵均具有很高的反射率，反射率范圍為95%-100%。

實現上述橫向發射光纖激光器的方法，包括以下步驟：

步驟（1）根據所需要的輸出激光波長選取一段摻雜光纖，該摻雜光纖的增益范圍覆蓋輸出激光波長。

步驟（2）在摻雜光纖的兩端的纖芯內寫入布拉格光柵，形成第一布拉格光柵和第二布拉格光柵，其中布拉格光柵的中心波長為輸出激光波長。

步驟（3）在摻雜光纖的中部制作一段D型光纖，其長度為1-5厘米，并使摻雜光纖的纖芯裸露出來；在裸露纖芯的表面上涂上一層聚合物，使用激光刻蝕工藝，對聚合物進行刻蝕加工，加工成具有一定傾斜角和周期的浮雕光柵，所述的浮雕光柵的耦合波長范圍覆蓋輸出激光波長。

步驟（4）在摻雜光纖的一段以空間光或者光纖波分復用器注入泵浦光，摻雜光纖及在其兩端的布拉格光柵構成諧振腔，摻雜光纖的中部的浮雕光柵實現部分光耦合出來，從而實現輸出激光橫向發射。

進一步說，所述的布拉格光柵通過紫外光直接刻寫或相位掩模板紫外光激光刻寫形成。

進一步說，所述的D型光纖采用研磨技術制作。

本發明通過兩個高反射率的布拉格光柵構成激光器的諧振腔，采用浮雕光柵耦合實現激光橫向發射，具有結構簡單、成本低廉等優點。

附圖說明

圖1是本發明中橫向發射光纖激光器的結構圖。

具體實施方式