CN101702486A - 提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置 - Google Patents

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Abstract

一种提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置，属于大功率宽带光纤放大器、光纤激光器相干合成领域。该装置内环盘(1)内侧非均匀分布着散热片(5)，内环盘外侧表面上刻有螺旋槽，光纤从内环盘外侧表面上短轴处进入螺旋槽，沿螺旋槽绕行，从内环盘外侧表面上短轴处螺旋槽出来；左外环盘(2)与右外环盘(3)的内侧表面分别与内环盘外侧表面贴合，光纤两端由左外环盘中的凹形槽(61)或右外环盘中的凹形槽(62)中进入或出；在左外环盘与右外环盘的一端用螺钉(9)与螺母(10)连接固定，另一端通过螺钉(7)与螺母(8)连接，可灵巧地适应不同长度的光纤，且易安装与拆卸，同时实现光纤的温度与压力变化。

Description

提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置
技术领域
本发明涉及用于提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置，属于大功率宽带光纤放大器、光纤激光器相干合成领域。
背景技术
光纤放大器分为掺稀土光纤放大器与非线性光纤放大器。掺稀土光纤放大器采用掺稀土元素(Nd，Sm，Ho，Er，Pr，Tm，Yb等)，利用受激辐射机制实现光的直接放大。
虽然IPG公司推出了3千瓦宽带接近衍射受限商用型单模光纤激光器，然而为了获得MW量级良好质量的激光，需要窄带单频光纤激光器相干合成实现。因此，提高单个单频光纤激光器的输出功率，就是实现窄带单频光纤激光器相干合成的关键。通常，采用单频光纤激光器种子源与大芯层面积的光纤放大器来构成，这种结构称为单频主振荡光纤放大器。制约单频主振荡光纤放大器输出功率的主要因素是大芯层面积光纤的受激布里渊散射。
通过温度与压力变化来展宽光纤的有效受激布里渊散带宽，以获得光纤受激布里渊散射阈值的提高，已经在相关文献中得到证实。现有文献中采用压力的装置，需要将光纤嵌入到柔性基础中，虽然获得了比较好的效果，但光纤一旦嵌入，将很难再次使用，而且无法同时实现光纤的温度与压力变化。
发明内容
为了克服已有装置中光纤不能再用以及无法同时实现光纤的温度与压力变化的缺点，本发明提供了一种装置，同时实现光纤的温度与压力变化，光纤可重复使用，光纤长度可调节。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置，该装置包括内环盘、左近半外环盘、右近半外环盘；内环盘内侧分布散热片，散热片的分布沿内环盘内侧非均匀分布；内环盘外侧表面上刻有螺旋槽，光纤从内环盘外侧表面上短轴处进入螺旋槽，沿螺旋槽绕行，从内环盘外侧表面上短轴处螺旋槽出来；左近半外环盘与右近半外环盘的内侧表面分别与内环盘盘外侧表面贴合，光纤两端由左近半外环盘中的凹形槽或右近半外环盘中的凹形槽中进入或出；在左近半外环盘与右近半外环盘的一端用螺钉与螺母连接固定，另一端通过螺钉与螺母连接。
本发明的有益效果具体如下：用于提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置，通过散热片的非均匀分布，实现光纤的温度变化，通过螺纹的位置实现光纤的压力变化，不需要对光纤进行任何粘贴处理，不破坏光纤，可灵巧地适应不同长度的光纤，且易安装与拆卸，具有适应性与通用性的优点。
附图说明
图1提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置主视图。
图2提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置俯视图。
图3提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置右视图。
图4内环盘主视图。
图5内环盘俯视图。
图6内环盘外侧面上螺旋槽展开图。
图7左或右外环盘主视图。
图8左或右外环盘俯视图。
图9左或右外环盘右视图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步说明：下面实施例中尺寸的单位均为毫米。
实施例一
提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置，见图1～图3。该装置包括内环盘1、左外环盘2、右外环盘3；内环盘1内侧分布散热片5，散热片5的分布沿内环盘1内侧非均匀分布；内环盘1外侧表面上刻有螺旋槽，光纤从内环盘1外侧表面上短轴处进入螺旋槽，沿螺旋槽绕行，从内环盘1外侧表面上短轴处螺旋槽出来；左外环盘2与右外环盘3的内侧表面分别与内环盘1盘外侧表面贴合，光纤两端由左外环盘2中的凹形槽61或右外环盘3中的凹形槽62中进入或出；在左外环盘2与右外环盘3的一端用螺钉9与螺母10连接固定，另一端通过螺钉7与螺母8连接。使用时，内环盘1通过孔11和12与固定平台连接；左外环盘2通过孔13与固定平台连接；右外环盘3通过孔14与固定平台连接。
如图4、5，内环盘1内为圆柱形孔，外为椭圆柱形；内环盘1外侧表面上刻有螺旋槽，螺旋槽环数为35环，N为17。
如图7、8、9，左外环盘2、右外环盘3的内侧面为内环盘1的外侧面相适应的椭圆弧形，外为圆柱形；与内环盘1外侧面短轴相切的方向上，在左外环盘2上开凹形槽61，凹形槽61的开口覆盖内环盘1外侧面第一到第十八环的螺旋槽，凹形槽61的中心线与外侧表面上短轴相切，凹形槽61横截面为长方形，长19，宽6。在外环盘3上开凹形槽62，凹形槽62的开口覆盖内环盘1外侧面第十八到第三十五环的螺旋槽，凹形槽62的中心线与外侧表面上短轴相切，凹形槽62横截面为长方形，长19，宽6。
内环盘1、外环盘2、外环盘3均由弹簧钢或光纤材料制成。散热片5为条形铝片。
如图6，内环盘1外侧表面上螺旋槽的横截面底为半径为0.35的半圆形，口的宽度为0.7，长度为0.25的矩形，螺旋槽的螺距为1。
内环盘1高度37时，如图4，图5所示，内环盘1的内孔直径为114，外侧为椭圆形，长轴长为180，短轴长为120。
内环盘1外侧表面上螺旋槽第1环的起始点位于内环盘的端面下1mm处。左外环盘2与右外环盘3的形状和尺寸完全相同，但均不是一个整半环盘，见图7。左外环盘2与右外环盘3的内侧为长轴长为180，短轴长为120的椭圆形，外侧为直径为190的圆形。
实施例二
提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置，见图1～图3。该装置包括内环盘1、左外环盘2、右外环盘3；内环盘1内侧分布散热片5，散热片5的分布沿内环盘1内侧非均匀分布；内环盘1外侧表面上刻有螺旋槽，光纤从内环盘1外侧表面上短轴处进入螺旋槽，沿螺旋槽绕行，从内环盘1外侧表面上短轴处螺旋槽出来；左外环盘2与右外环盘3的内侧表面分别与内环盘1盘外侧表面贴合，光纤两端由左外环盘2中的凹形槽61或右外环盘3中的凹形槽62中进入或出；在左外环盘2与右外环盘3的一端用螺钉9与螺母10连接固定，另一端通过螺钉7与螺母8连接。使用时，内环盘1通过孔11和12与固定平台连接；左外环盘2通过孔13与固定平台连接；右外环盘3通过孔14与固定平台连接。
如图4、5，内环盘1内为圆柱形孔，外为椭圆柱形；内环盘1外侧表面上刻有螺旋槽，螺旋槽环数为101环，N为50。
如图7、8、9，左外环盘2、右外环盘3的内侧面为内环盘1的外侧面相适应的椭圆弧形，外为圆柱形；与内环盘1外侧面短轴相切的方向上，在左外环盘2上开凹形槽61，凹形槽61的开口覆盖内环盘1外侧面第一到第五十一环的螺旋槽，凹形槽61的中心线与外侧表面上短轴相切，凹形槽61横截面为长方形，长53，宽6。在外环盘3上开凹形槽62，凹形槽62的开口覆盖内环盘1外侧面第五十一到一百零一环的螺旋槽，凹形槽62的中心线与外侧表面上短轴相切，凹形槽62横截面为长方形，长53，宽6。
内环盘1、外环盘2、外环盘3均由弹簧钢或光纤材料制成。散热片5为条形铝片。
如图6，内环盘1外侧表面上螺旋槽的横截面底为半径为0.35的半圆形，口的宽度为0.7，长度为0.25的矩形，螺旋槽的螺距为1。
内环盘1高度105时，如图4，图5所示，内环盘1的内孔直径为114，外侧为椭圆形，长轴长为180，短轴长为120。
内环盘1外侧表面上螺旋槽第1环的起始点位于内环盘的端面下2mm处。左外环盘2与右外环盘3的形状和尺寸完全相同，但均不是一个整半环盘，见图7。左外环盘2与右外环盘3的内侧为长轴长为180，短轴长为120的椭圆形，外侧为直径为190的圆形。

Claims (4)

1.提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置，其特征为：
该装置包括内环盘(1)、左外环盘(2)、右外环盘(3)；内环盘(1)内侧分布散热片(5)，散热片(5)的分布沿内环盘(1)内侧非均匀分布；内环盘(1)外侧表面上刻有螺旋槽，光纤从内环盘(1)外侧表面上短轴处进入螺旋槽，沿螺旋槽绕行，从内环盘(1)外侧表面上短轴处螺旋槽出来；左外环盘(2)与右外环盘(3)的内侧表面分别与内环盘(1)盘外侧表面贴合，光纤两端由左外环盘(2)中的凹形槽(61)或右外环盘(3)中的凹形槽(62)中进入或出；在左外环盘(2)与右外环盘(3)的一端用螺钉(9)与螺母(10)连接固定，另一端通过螺钉(7)与螺母(8)连接。
2.根据权利要求1所述的用于提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置，其特征为：内环盘(1)内为圆柱形孔，外为椭圆柱形；内环盘(1)外侧表面上刻有螺旋槽，螺旋槽环数为2N+1环，N为1～50的自然数。
3.根据权利要求1或2所述的用于提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置，其特征为：左外环盘(2)、右外环盘(3)的内侧面为内环盘(1)的外侧面相适应的椭圆弧形，外为圆柱形；与内环盘(1)外侧面短轴相切的方向上，在左外环盘(2)上开凹形槽(61)，凹形槽(61)的开口覆盖内环盘(1)外侧面第1～N+1环的螺旋槽，在外环盘(3)上开凹形槽(62)，凹形槽(62)的开口覆盖内环盘(1)外侧面第N+1～2N+1的螺旋槽；左外环盘(2)与右外环盘(3)的形状和尺寸相同，N为1～50的自然数。
4.根据权利要求1所述的用于提高单频高功率光纤放大器受激布里渊散射阈值的装置，其特征为：内环盘(1)、外环盘(2)、外环盘(3)均由弹簧钢或光纤材料制成；散热片(5)为条形铝片。
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