CN104362498A - 一种高功率单模915 nm全光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高功率单模915nm全光纤激光器，其特征在于包括915nm单模全光纤主振荡器，915nm全光纤功率放大器，激光输出系统，915nm单模全光纤主振荡器输出端与915nm全光纤功率放大器输入端相连接，915nm全光纤功率放大器输出端与激光输出系统输入端相连接，激光输出系统输出915nm单模高功率激光，本发明具有体积小巧，结构紧凑，波长稳定性好，亮度高，更易于与光纤激光系统之间实现高效率耦合与集成等优点，为掺镱光纤激光器和掺镱光纤放大器提供了更高质量的泵浦激光光源，优化了高功率掺镱光纤激光器及掺镱光纤放大器系统，在工业加工、国防军工、医疗等领域有着重要实用价值。

Description

一种高功率单模915 nm全光纤激光器

技术领域

本发明涉及一种高功率近红外激光器，尤其是一种基于主振功率放大结构的高功率单模915 nm全光纤激光器，属于光纤及激光技术领域。

背景技术

光纤激光器是以光纤为增益介质的激光器，其中应用最广泛的增益光纤为稀土掺杂光纤。而通过使用掺杂不同稀土元素的增益光纤，光纤激光器的工作波长可覆盖从紫外到中红外的广阔范围。由于光纤激光器具有结构简单紧凑，免于维护，低能耗，高转换效率，高稳定性，高光束质量等鲜明优点，所以其在通信，医学，军事，材料加工等方面有着广泛的应用。基于主振功率放大结构的高功率光纤激光器能在保持光纤激光器以上优点的基础上，对输出激光功率进行放大，而不破坏种子激光质量，这使其在激光加工、激光雷达、激光显示、医疗、国防军事等多个领域均具有重要的应用。

 以掺镱光纤为增益介质的光纤激光器及放大器是目前可获得最高输出功率的有源光纤系统，在915 nm附近掺镱光纤具有较高的吸收界面及吸收带宽，而目前常用的915 nm高功率半导体激光器均为多模激光器。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，利用掺钕光纤为增益介质，通过主振荡功率放大结构提供的一种用作掺镱光纤激光器/放大器泵浦源的高功率单模915 nm全光纤激光器。

本发明是通过以下技术方案加以实现的。

一种高功率单模915 nm全光纤激光器，其特征在于包括915 nm单模全光纤主振荡器1，915 nm全光纤功率放大器2，激光输出系统3，915 nm单模全光纤主振荡器1输出端与915 nm全光纤功率放大器2输入端相连接，915 nm全光纤功率放大器2输出端与激光输出系统3输入端相连接，激光输出系统3输出915 nm单模高功率激光。

本发明所述的915 nm单模全光纤主振荡器1包括808 nm半导体泵浦激光器11，808 nm半导体泵浦激光器11输出尾纤与808/915 nm光纤波分复用器12的泵浦输入端相熔接，光纤波分复用器12的信号输入端斜切，808/915 nm光纤波分复用器12的信号输出端被熔接在高反射率宽带光纤布拉格光栅13上，高反射率宽带光纤布拉格光栅13的另一端则与掺钕光纤14熔接在一起，掺钕光纤14的另一端与低反射率窄带光纤布拉格光栅15相熔接，以形成谐振腔，之后熔接915 nm光隔离器16。

本发明所述及的915 nm全光纤功率放大器2，是由单级光纤放大器或多级光纤放大器级联组成，其中每一级光纤放大器包括808 nm单模半导体激光器阵列21熔接于光纤合束器22或808/915 nm光纤波分复用器22的泵浦端，而合束器或波分复用器的信号输出端与掺钕光纤23相熔接，每两级相连的光纤放大器之间均熔接一个915 nm光隔离器24。

本发明所述及的激光输出系统3，包括一个包层模式滤除器31，其一端与前一级光纤放大器相连，另一端熔接输出准直器32，以输出高功率单模915 nm激光。

本发明所述的915 nm单模全光纤主振荡器1使用高质量光纤光栅及掺钕光纤的弯曲设计确保915 nm激光的起振，实现915 nm的激光输出，以及所述的激光输出系统3中通过在系统中去除涂覆层及外包层的双包层光纤上包覆高折射率介质，滤除包层中激光模式的包层模式滤除器31。

本发明的优点是基于主振荡功率放大结构实现915 nm高功率单模全光纤激光器，具有体积小巧，结构紧凑，波长稳定性好，亮度高，更易于与光纤激光系统之间实现高效率耦合与集成等优点，为掺镱光纤激光器和掺镱光纤放大器提供了更高质量的泵浦激光光源，优化了高功率掺镱光纤激光器及掺镱光纤放大器系统，在工业加工、国防军工、医疗等领域有着重要实用价值。

附图说明

图1是本发明的一种结构框图。

图2是本发明中功率放大器的一种结构示意图。

图3是本发明中功率放大器的另一种结构示意图。

图4是本发明中功率放大器的再一种结构示意图。

图中标记：915 nm单模全光纤主振荡器1，915 nm全光纤功率放大器2，激光输出系统3；808 nm半导体泵浦激光器11，808/915 nm光纤波分复用器12，高反射率光纤布拉格光栅13，掺钕光纤14，低反射率光纤布拉格光栅15，915 nm光隔离器16，808 nm半导体泵浦激光器阵列21，光纤合束器22或808/915 nm光纤波分复用器22，掺钕光纤23，915 nm光隔离器24，包层模式滤除器31，输出准直器32。

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，一种用作掺镱光纤激光器/放大器泵浦源的高功率单模915 nm全光纤激光器，其特征在于包括915 nm单模全光纤主振荡器1，915 nm全光纤功率放大器2，激光输出系统3，915 nm单模全光纤主振荡器1输出端与915 nm全光纤功率放大器2输入端相连接，915 nm全光纤功率放大器2输出端与激光输出系统3输入端相连接，激光输出系统3输出915 nm单模高功率激光；所述的915 nm单模全光纤主振荡器1，包括808 nm半导体泵浦激光器11，其输出尾纤与808/915 nm光纤波分复用器12的泵浦输入端相熔接，光纤波分复用器12的信号输入端斜切，808/915 nm光纤波分复用器12的信号输出端被熔接在高反射率宽带光纤布拉格光栅13上，高反射率宽带光纤布拉格光栅13的另一端则与掺钕光纤14熔接在一起，掺钕光纤14的另一端与低反射率窄带光纤布拉格光栅15相熔接，形成谐振腔，之后熔接915 nm光隔离器16；所述的915 nm全光纤功率放大器2，可以是单级光纤放大器或多级光纤放大器级联组成，其中每一级光纤放大器包括808 nm单模半导体激光器阵列21熔接于光纤合束器22或808/915 nm光纤波分复用器22的泵浦端，而合束器或波分复用器的信号输出端与掺钕光纤23相熔接，每两级相连的光纤放大器之间均熔接一个915 nm光隔离器24；所述的激光输出系统3，包括一个包层模式滤除器31，其一端与前一级光纤放大器相连，另一端熔接输出准直器32，输出高功率单模915 nm激光，本发明具有体积小巧，结构紧凑，波长稳定性好，亮度高，更易于与光纤激光系统之间实现高效率耦合与集成等优点，为掺镱光纤激光器和掺镱光纤放大器提供了更高质量的泵浦激光光源，优化了高功率掺镱光纤激光器及掺镱光纤放大器系统，在工业加工、国防军工、医疗等领域有着重要实用价值。

Claims (6)

1.一种高功率单模915 nm全光纤激光器，其特征在于包括915 nm单模全光纤主振荡器，915 nm全光纤功率放大器，激光输出系统，915 nm单模全光纤主振荡器输出端与915 nm全光纤功率放大器输入端相连接，915 nm全光纤功率放大器输出端与激光输出系统输入端相连接，激光输出系统输出915 nm单模高功率激光。

2.根据权利要求1所述的一种高功率单模915 nm全光纤激光器，其特征在于915 nm单模全光纤主振荡器包括808 nm半导体泵浦激光器，808 nm半导体泵浦激光器输出尾纤与808/915 nm光纤波分复用器的泵浦输入端相熔接，光纤波分复用器的信号输入端斜切，808/915 nm光纤波分复用器的信号输出端被熔接在高反射率宽带光纤布拉格光栅上，高反射率宽带光纤布拉格光栅的另一端则与掺钕光纤熔接在一起，掺钕光纤的另一端与低反射率窄带光纤布拉格光栅相熔接后熔接915 nm光隔离器。

3.根据权利要求1所述的一种高功率单模915 nm全光纤激光器，其特征在于915 nm全光纤功率放大器是由单级光纤放大器或多级光纤放大器级联组成，其中每一级光纤放大器包括808 nm单模半导体激光器阵列熔接于光纤合束器或808/915 nm光纤波分复用器的泵浦端，合束器或波分复用器的信号输出端与掺钕光纤相熔接，每两级相连的光纤放大器之间均熔接一个915 nm光隔离器。

4.根据权利要求1所述的一种高功率单模915 nm全光纤激光器，其特征在于激光输出系统包括一个包层模式滤除器，其一端与前一级光纤放大器相连，另一端熔接输出准直器。

5.根据权利要求1所述的一种高功率单模915 nm全光纤激光器，其特征在于808 nm半导体泵浦激光器为带尾纤多模或单模半导体激光器，工作波长为808 nm。

6.根据权利要求1所述的一种高功率单模915 nm全光纤激光器，其特征在于915 nm全光纤功率放大器对掺钕光纤的抽运采用正向泵浦方式或反向泵浦方式或正、反双向泵浦方式。