CN102983483A - 一种基于宽带光谱全光纤化激光器 - Google Patents

一种基于宽带光谱全光纤化激光器 Download PDF

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巩马理
张海涛
闫平
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Abstract

本发明设计了一种基于宽带光谱全光纤化激光器，包括第一宽带光纤光栅、第二宽带光纤光栅、泵浦源、泵浦耦合器和增益光纤。本发明的基于宽带光谱全光纤化激光器通过一对宽带光纤光栅组成谐振腔形成宽带激光输出，并以此宽带激光作为种子源进行光纤放大。此发明的宽带光谱全光纤化激光器有效地抑制了光纤中非线性效应，使得脉冲光纤激光器单脉冲能量和峰值功率有了明显地提升，提高了光纤激光器输出功率的稳定性。

Description

一种基于宽带光谱全光纤化激光器
技术领域
本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种基于宽带光谱全光纤化激光器。
背景技术
近年来，光纤激光器成为工业生产、科学研究、国防现代化一个重要的研究方向。传统的光纤激光器种子源通常由窄带反射谐振腔组成易于产生非线性效应，使得光纤激光器单脉冲能量和峰值功率的提升受到限制。
2003年，申请专利号CN200310109997.6，一篇名为《高功率、窄线宽双包层光纤激光器及制作方法》的专利实现了窄带输出，但此方法难以抑制光纤中的非线性效应。同时，具有窄带光谱的反射谐振腔较宽带光谱的反射谐振腔相比振荡阈值较高，使得光纤激光器输出功率的稳定性较低。且分立结构的光纤激光器调节难度大，稳定性差，给实验人员带来一定困难。本发明设计的一种基于宽带光谱全光纤化激光器与传统的光纤激光器相比通过一组宽带光纤光栅作为谐振腔组形成宽带激光，并以此作为种子源进行放大。此发明的基于宽带光谱全光纤化激光器实现了传统光纤激光器全光纤化的模式，降低了实验人员的操作难度，在有效抑制光纤中非线性效应的同时提高了光纤激光器输出功率的稳定性。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种具有输出功率高、稳定性良好的基于宽带光谱全光纤化激光器。
本发明提出一种基于宽带光谱全光纤化激光器，包括：第一宽带光纤光栅和第二宽带光纤光栅、泵浦源光学耦合器件和增益光纤，其特征在于，所述第一宽带光纤光栅和第二宽带光纤光栅组成谐振腔形成宽带激光输出，并以此宽带激光作为种子源进行光纤放大。
在本发明一个实施例中，所述宽带光谱光纤激光器以宽带激光作为激光器种子源进行放大。
在本发明一个实施例中，所述光学耦合器件为侧面泵浦耦合器或者端面泵浦耦合器。
在本发明一个实施例中，所述泵浦源为半导体激光器、光纤激光器或固体激光器。
在本发明一个实施例中，所述增益光纤为双包层或多包层光纤
在本发明一个实施例中，所述增益光纤为掺杂光纤，掺杂粒子为Yb、Er、Tm中的一种或多种。
在本发明一个实施例中，所述增益光纤的内包层形状为八边形、D形或六边形。
在本发明一个实施例中，所述放大系统为一级放大系统或多级放大系统。
本发明设计了一种基于宽带光谱全光纤化激光器。其特点在于通过一组宽带光纤光栅作为谐振腔形成宽带激光，并以此作为种子源进行放大。本发明宽带光谱全光纤化激光器实现了传统光纤激光器全光纤化的模式，在有效抑制光纤中非线性效应的同时提高了光纤激光器输出功率的稳定性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为一种基于宽带光谱全光纤化激光器的结构原理图；
图2为一种基于宽带光谱全光纤化激光器的结构原理图;
其中，1：第一宽带光纤光栅；2：带尾纤的泵浦源；3：泵浦耦合器；4：增益光纤；5：第二宽带光纤光栅；6：调Q装置。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明提出一种基于宽带光谱全光纤化激光器，包括：第一宽带光纤光栅和第二宽带光纤光栅、泵浦源光学耦合器件和增益光纤，其特征在于，第一宽带光纤光栅和第二宽带光纤光栅组成谐振腔形成宽带激光输出，并以此宽带激光作为种子源进行光纤放大。
在本发明一个实施例中，宽带光谱光纤激光器以宽带激光作为激光器种子源进行放大。
在本发明一个实施例中，光学耦合器件为侧面泵浦耦合器或者端面泵浦耦合器。
在本发明一个实施例中，泵浦源为半导体激光器、光纤激光器或固体激光器。
在本发明一个实施例中，增益光纤为双包层或多包层光纤
在本发明一个实施例中，增益光纤为掺杂光纤，掺杂粒子为Yb、Er、Tm中的一种或多种。
在本发明一个实施例中，增益光纤的内包层形状为八边形、D形或六边形。
在本发明一个实施例中，放大系统为一级放大系统或多级放大系统。
本发明设计了一种基于宽带光谱全光纤化激光器。其特点在于通过一组宽带光纤光栅作为谐振腔形成宽带激光，并以此作为种子源进行放大。本发明宽带光谱全光纤化激光器实现了传统光纤激光器全光纤化的模式，在有效抑制光纤中非线性效应的同时提高了光纤激光器输出功率的稳定性。
为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。
如图1所示，一种基于宽带光谱全光纤化激光器的结构装置，包括第一宽带光纤光栅1、带尾纤的泵浦源2、泵浦耦合器3、增益光纤4和第二宽带光纤光栅5。其中，一对宽带光纤光栅1和5形成宽带反射谐振腔，带尾纤的泵浦源2所输出泵浦光经过泵浦耦合器3进入增益光纤4通过一对宽带光纤光栅1和5形成的宽带反射谐振腔输出激光，并以此作为种子源经过一段增益光纤4进行放大。
如图2所示，一种基于宽带光谱全光纤化脉冲光纤激光器的结构装置，包括第一宽带光纤光栅1、带尾纤的泵浦源2、泵浦耦合器3、增益光纤4、第二宽带光纤光栅5、调Q装置6。其中，一对宽带光纤光栅1和5形成宽带反射谐振腔，带尾纤的泵浦源2所输出泵浦光经过泵浦耦合器3进入增益光纤4，调Q装置5对通过宽带反射谐振腔输出激光经过调Q装置6进行调Q，输出的脉冲激光作为种子源经过一段增益光纤4进行放大。
综上所述，本发明设计了一种基于宽带光谱全光纤化激光器，其特点在于通过一组宽带光纤光栅作为谐振腔形成宽带激光，并以此作为种子源进行放大。本发明宽带光谱全光纤化激光器实现了传统光纤激光器全光纤化的模式，在有效抑制光纤中非线性效应的同时提高了光纤激光器输出功率的稳定性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种基于宽带光谱全光纤化激光器，包括：第一宽带光纤光栅和第二宽带光纤光栅、泵浦源光学耦合器件和增益光纤，其特征在于，所述第一宽带光纤光栅和第二宽带光纤光栅组成谐振腔形成宽带激光输出，并以此宽带激光作为种子源进行光纤放大。 
2.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述宽带光谱光纤激光器以宽带激光作为激光器种子源进行放大。 
3.如权利要求1和2所述的激光器，其特征在于，所述光学耦合器件为侧面泵浦耦合器或者端面泵浦耦合器。 
4.如权利要求1-3所述的激光器，其特征在于，所述泵浦源为半导体激光器、光纤激光器或固体激光器。 
5.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述增益光纤为双包层或多包层光纤。 
6.如权利要求6所述的激光器，其特征在于，所述增益光纤为掺杂光纤，掺杂粒子为Yb、Er、Tm中的一种或多种。 
7.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述增益光纤的内包层形状为八边形、D形或六边形。 
8.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述放大系统为一级放大系统或多级放大系统。 
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