CN103560384A - 基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器 - Google Patents
基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103560384A CN103560384A CN201310579762.7A CN201310579762A CN103560384A CN 103560384 A CN103560384 A CN 103560384A CN 201310579762 A CN201310579762 A CN 201310579762A CN 103560384 A CN103560384 A CN 103560384A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fiber laser
- bragg grating
- volume bragg
- optical
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于使用体布拉格光栅对五束光纤激光进行有效合束，通过选择五束光纤激光的输出功率，实现合束万瓦级激光功率输出，包括第一、第二、第三、第四光和第五光纤激光器、第一、第二、第三、第四和第五体布拉格光栅和激光输出，第一、第二、第三、第四和第五光纤激光器分别经过第一、第二、第三、第四和第五体布拉格光栅衍射后，合为一束激光输出，本发明可有效实现对多束大功率光纤激光器的合束，通过选择五束光纤激光的输出功率，可实现合束万瓦级激光功率输出，具有结构紧凑、合束效率高、稳定可靠等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤激光器技术领域，尤其是一种基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器。
背景技术
光纤激光器是以掺杂稀土元素的光纤为增益介质的激光器，通过掺杂不同的稀土元素，如饵（Er），镱（Yb），铥（Tm），钬（Ho），钕（Nd）等，光纤激光器的工作波段覆盖了从紫外到中红外。与其他激光器相比，光纤激光器具有激光工作阈值低，能量转化率高、输出光束质量好、结构紧凑稳定、无需光路调整、散热性能好、寿命长和无需维护等鲜明特点，因此得到快速发展以及广泛地应用。
近年来，光纤激光器输出功率得到不断提升，应用领域也得到不断拓展，高性能、大功率光纤激光器已逐渐装备于精密加工设备、高端制造设备上，成为先进制造设备的心脏，成为保证国防、尖端工业发展的战略性基础装备，体现了一个国家先进制造技术的综合水平。目前，美国IPG公司代表着大功率光纤激光器研制及产业化的最高水平，早在2009年，IPG就成功研制出了1万瓦单模光纤激光器，并广泛应用于全世界先进制造、先进加工领域。2012年又成功研制出了功率高达10万瓦的多模光纤激光器系统。目前，IPG公司占据了全球大功率光纤激光器市场70%的份额。国内光纤激光器公司只是在低功率脉冲光纤激光器市场上占有一定份额，在高性能、大功率光纤激光器研制及产业化方面远远落后于美国，国内千瓦级、万瓦级光纤激光器的市场几乎被IPG公司垄断。因此，研制一种高性能、大功率光纤激光器，打破国外技术垄断具有重要意义！
将多个光纤激光器进行有效合束是得到大功率光纤激光器的有效方法，有相干合成和非相干合成两种方法。其中相干合成结构复杂，不易调节，不适合应用于大功率光纤激光器产品中。本发明提出一种通过体布拉格光栅进行非相干合束得到万瓦级光纤激光输出的有效方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器。
本发明是通过以下技术方案加以实现的。
一种基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于使用体布拉格光栅对五束光纤激光进行有效合束，通过选择五束光纤激光的输出功率，实现合束万瓦级激光功率输出，包括第一光纤激光器1、第二光纤激光器2、第三光纤激光器3、 第四光纤激光器4、第五光纤激光器5、第一体布拉格光栅6、第二体布拉格光栅7、第三体布拉格光栅8、第四体布拉格光栅9、第五体布拉格光栅10和激光输出11，第一光纤激光器1、第二光纤激光器2、第三光纤激光器3、 第四光纤激光器4、第五光纤激光器5分别各自经过一个第一体布拉格光栅6、第二体布拉格光栅7、第三体布拉格光栅8、第四体布拉格光栅9、第五体布拉格光栅10衍射后，合为一束激光输出11。
所述的第一光纤激光器1，为掺镱光纤激光器，中心波长λ1处于1.06-1.1μm，3dB线宽小于1nm，激光束准直输出，可输出2千瓦平均功率；
所述的第二光纤激光器2，为掺镱光纤激光器，中心波长λ2处于1.06-1.1μm，3dB线宽小于1nm，激光束准直输出，可输出2千瓦平均功率；
所述的第三光纤激光器3，为掺镱光纤激光器，中心波长λ3处于1.06-1.1μm，3dB线宽小于1nm，激光束准直输出，可输出2千瓦平均功率；
所述的第四光纤激光器4，为掺镱光纤激光器，中心波长λ4处于1.06-1.1μm，3dB线宽小于1nm，激光束准直输出，可输出2千瓦平均功率；
所述的第五光纤激光器5，为掺镱光纤激光器，中心波长λ5处于1.06-1.1μm，3dB线宽小于1nm，激光束准直输出，可输出2千瓦平均功率；
所述的五台光纤激光器（1，2，3，4，5）中心波长λ1，λ2，λ3，λ4，λ5等间隔，波长间距大于3nm；
所述的第一体布拉格光栅6，对第一光纤激光1高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；
所述的第二体布拉格光栅7，对第二光纤激光2高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光1高透，透射率大于99%；
所述的第三体布拉格光栅8，对第三光纤激光3高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光1，第二光纤激光2高透，透射率大于99%；
所述的第四体布拉格光栅9，对第四光纤激光4高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光1，第二光纤激光2，第三光纤激光3高透，透射率大于99%；
所述的第五体布拉格光栅10，对第五光纤激光5高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光1，第二光纤激光2，第三光纤激光3及第四光纤激光4高透，透射率大于99%；
所述的五个体布拉格光栅均可承受一万瓦平均功率；
本发明的优点在于它通过对多束光纤激光器输出进行有效合束，得到了万瓦级光纤激光输出，整个系统结构紧凑、合束效率高、稳定可靠。
附图说明
图1是本发明的一种结构图示图。
图中标记：第一光纤激光器1， 第二光纤激光器2， 第三光纤激光器3， 第四光纤激光器4， 第五光纤激光器5；第一体布拉格光栅6，第二体布拉格光栅7，第三体布拉格光栅8，第四体布拉格光栅9，第五体布拉格光栅10，激光输出11。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
如图1所示，一种基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于，包括第一光纤激光器1，第二光纤激光器2， 第三光纤激光器3， 第四光纤激光器4， 第五光纤激光器5；第一体布拉格光栅6，第二体布拉格光栅7，第三体布拉格光栅8，第四体布拉格光栅9，第五体布拉格光栅10，激光输出11。五束光纤激光（1，2，3，4，5）分别各自经过一个体布拉格光栅（6，7，8，9，10）衍射，合为一束激光输出11，当五束光纤激光（1，2，3，4，5）输出功率各为2000W时，通过合束，可实现万瓦级激光功率输出。
所述的第一光纤激光器1，为掺镱光纤激光器，中心波长λ1处于1.06-1.1μm，3dB线宽小于1nm，激光束准直输出，可输出2千瓦平均功率；
所述的第二光纤激光器2，为掺镱光纤激光器，中心波长λ2处于1.06-1.1μm，3dB线宽小于1nm，激光束准直输出，可输出2千瓦平均功率；
所述的第三光纤激光器3，为掺镱光纤激光器，中心波长λ3处于1.06-1.1μm，3dB线宽小于1nm，激光束准直输出，可输出2千瓦平均功率；
所述的第四光纤激光器4，为掺镱光纤激光器，中心波长λ4处于1.06-1.1μm，3dB线宽小于1nm，激光束准直输出，可输出2千瓦平均功率；
所述的第五光纤激光器5，为掺镱光纤激光器，中心波长λ5处于1.06-1.1μm，3dB线宽小于1nm，激光束准直输出，可输出2千瓦平均功率；
所述的五台光纤激光器（1，2，3，4，5）中心波长λ1，λ2，λ3，λ4，λ5等间隔；
所述的第一体布拉格光栅6，对第一光纤激光1高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；
所述的第二体布拉格光栅7，对第二光纤激光2高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光1高透，透射率大于99%；
所述的第三体布拉格光栅8，对第三光纤激光3高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光1，第二光纤激光2高透，透射率大于99%；
所述的第四体布拉格光栅9，对第四光纤激光4高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光1，第二光纤激光2，第三光纤激光3高透，透射率大于99%；
所述的第五体布拉格光栅10，对第五光纤激光5高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光1，第二光纤激光2，第三光纤激光3及第四光纤激光4高透，透射率大于99%；
所述的五个体布拉格光栅均可承受一万瓦平均功率。
Claims (9)
1.一种基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于使用体布拉格光栅对五束光纤激光进行有效合束，通过选择五束光纤激光的输出功率，实现合束万瓦级激光功率输出，包括第一光纤激光器、第二光纤激光器、第三光纤激光器、 第四光纤激光器、第五光纤激光器、第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅、第三体布拉格光栅、第四体布拉格光栅、第五体布拉格光栅和激光输出，第一光纤激光器、第二光纤激光器、第三光纤激光器、 第四光纤激光器、第五光纤激光器分别经过第一体布拉格光栅、第二体布拉格光栅、第三体布拉格光栅、第四体布拉格光栅、第五体布拉格光栅衍射后，合为一束激光输出。
2.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于所述的第一光纤激光器、第二光纤激光器、第三光纤激光器、 第四光纤激光器和第五光纤激光器为掺镱光纤激光器，中心波长λ处于1.06-1.1μm，3dB线宽小于1nm，激光束准直输出，可输出2千瓦平均功率。
3.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于五台光纤激光器中心波长λ1，λ2，λ3，λ4，λ5等间隔，波长间距大于3nm。
4.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于第一体布拉格光栅对第一光纤激光高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%。
5.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于第二体布拉格光栅7对第二光纤激光高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光高透，透射率大于99%。
6.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于第三体布拉格光栅，对第三光纤激光高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光，第二光纤激光高透，透射率大于99%。
7.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于第四体布拉格光栅，对第四光纤激光高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光，第二光纤激光，第三光纤激光高透，透射率大于99%。
8.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于第五体布拉格光栅，对第五光纤激光高反，高反光谱区3dB带宽为1.5nm，衍射效率大于99%；对第一光纤激光，第二光纤激光，第三光纤激光及第四光纤激光高透，透射率大于99%。
9.根据权利要求1所述的基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器，其特征在于五个体布拉格光栅均可承受一万瓦平均功率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310579762.7A CN103560384A (zh) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | 基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310579762.7A CN103560384A (zh) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | 基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103560384A true CN103560384A (zh) | 2014-02-05 |
Family
ID=50014579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310579762.7A Pending CN103560384A (zh) | 2013-11-19 | 2013-11-19 | 基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103560384A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105762632A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-07-13 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 大功率激光高亮度光谱合成系统 |
| CN107991781A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-05-04 | 广东省智能机器人研究院 | 一种利用光谱合束消除光纤输出激光光斑不均匀性的方法 |
| CN112202041A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-08 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 一种脉冲光纤激光器及工作方法 |
| WO2022093326A1 (en) * | 2020-10-27 | 2022-05-05 | Ipg Photonics Corporation | Apparatus for spectrally combining broadband laser beams by volume bragg gratings |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102879909A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-16 | 长春德信光电技术有限公司 | 多光束共用一个光栅进行光谱合束的装置及方法 |
| US8526110B1 (en) * | 2009-02-17 | 2013-09-03 | Lockheed Martin Corporation | Spectral-beam combining for high-power fiber-ring-laser systems |
-
2013
- 2013-11-19 CN CN201310579762.7A patent/CN103560384A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8526110B1 (en) * | 2009-02-17 | 2013-09-03 | Lockheed Martin Corporation | Spectral-beam combining for high-power fiber-ring-laser systems |
| CN102879909A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-16 | 长春德信光电技术有限公司 | 多光束共用一个光栅进行光谱合束的装置及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ARMEN SEVIAN: "Efficient power scaling of laser radiation by spectral beam combining》", 《OPTIC LETTERS》 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105762632A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-07-13 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 大功率激光高亮度光谱合成系统 |
| CN105762632B (zh) * | 2016-05-06 | 2019-06-07 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 大功率激光高亮度光谱合成系统 |
| CN107991781A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-05-04 | 广东省智能机器人研究院 | 一种利用光谱合束消除光纤输出激光光斑不均匀性的方法 |
| CN112202041A (zh) * | 2020-10-12 | 2021-01-08 | 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 | 一种脉冲光纤激光器及工作方法 |
| WO2022093326A1 (en) * | 2020-10-27 | 2022-05-05 | Ipg Photonics Corporation | Apparatus for spectrally combining broadband laser beams by volume bragg gratings |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Glick et al. | High power, high efficiency diode pumped Raman fiber laser | |
| CN204992234U (zh) | 多程放大的光纤放大系统及装置 | |
| CN103560382A (zh) | 一种基于同带泵浦技术的单纤万瓦级全光纤激光器系统 | |
| CN103560384A (zh) | 基于体布拉格光栅的光谱合束万瓦级光纤激光器 | |
| CN103531994A (zh) | 一种使用掺铒石英光纤作增益介质的同带泵浦单频光纤激光器 | |
| CN109830880A (zh) | 一种1.7μm光纤激光放大器 | |
| CN103414102A (zh) | 基于不同掺杂浓度增益光纤的高功率皮秒光纤激光系统 | |
| CN106981815A (zh) | 一种高功率全光纤级联放大器 | |
| Alam et al. | Recent progress in the development of few mode fiber amplifiers | |
| CN114447745B (zh) | 一种基于多波长激光泵浦的高阶拉曼抑制方法 | |
| CN104577674A (zh) | 2μm波段宽带可调谐窄线宽多波长光纤激光器 | |
| CN103928829A (zh) | 一种基于少模光纤布拉格光栅的高阶模获取装置 | |
| CN103633548A (zh) | 基于体布拉格光栅的光谱脉冲合束光纤激光器 | |
| Wang et al. | Suppression of stimulated Raman scattering in two-stage high-power 1090 nm fibre amplifier using chirped and tilted fibre Bragg gratings | |
| Han et al. | MW peak power Er/Yb-doped fiber femtosecond laser amplifier at 1.5 µm center wavelength | |
| CN109270614B (zh) | 一种级联式多类型非线性效应抑制型倾斜光栅的制作方法 | |
| CN103794983A (zh) | 全光增益控制的增益平坦型高功率光纤放大器 | |
| Kang et al. | Modal gain control in a multimode erbium doped fiber amplifier incorporating ring doping | |
| Balaswamy et al. | Tunable wavelength, tunable linewidth, high power ytterbium doped fiber laser | |
| Singh et al. | Evaluating the effect of doping concentration and doping radius on the gain of silica based thulium doped fiber amplifier | |
| CN202423816U (zh) | 基于多线性腔结构的相干合束光纤激光器 | |
| CN112886374A (zh) | 抑制受激拉曼散射效应的光纤激光器及其制造方法 | |
| CN106848815B (zh) | 一种基于载氢光纤的大功率随机光纤激光器 | |
| Anthony et al. | An L‐band‐cascaded erbium‐doped fiber amplifier for uniform gain without gain equalizing filter | |
| CN105633783A (zh) | 一种光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140205 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |