CN106785840B - 高效率光纤激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高效率光纤激光器，包括泵浦光源、隔离器和增益光纤，本发明还包括2个波分复用器、2个光纤光栅、光纤耦合器；隔离器的光输出端连接第一波分复用器的第一光输入输出端，第一波分复用器的第二光输入输出端连接第一光纤光栅的光输入输出端，第一波分复用器的第三光输入输出端连接光纤耦合器的第一光输入输出端，光纤耦合器的第二光输入输出端和第三光输入输出端同时连接增益光纤，光纤耦合器的第四光输入输出端连接第二波分复用器的第一光输入输出端，第二波分复用器的第二光输入输出端连接第二光纤光栅的光输入输出端，第二波分复用器的光输出端输出激光。本发明降低了激光损耗，提升了激光器的能量转换效率。

Description

高效率光纤激光器
技术领域
本发明涉及激光器的技术领域，具体涉及一种高效率光纤激光器。
背景技术
光纤激光器通常采用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质，在泵浦光的作用下，光纤内可形成高的光功率密度，使增益介质激光能级产生粒子数反转，同时，当在增益介质两端形成谐振腔时，便可形成激光振荡输出，光纤激光器具有成本低、损耗小、激光阈值低、维护方便、稳定性好等优点。目前的光纤激光器的结构中，谐振腔内的光容易溢出谐振腔，谐振腔溢出的光，一方面会转化为激光器内部的热量，使激光器内部温度上升，给激光器的散热形成困难，另一方面造成低的泵浦光利用率、大的激光损耗和激光阈值、及低的输出激光功率，最终导致激光器的能量转换效率降低。
发明内容
本发明的目的在于克服目前光纤激光器泵浦光利用率低、激光损耗大、能量转换效率低的问题，提出了一种高效率光纤激光器。
本发明的目的是这样实现的：一种高效率光纤激光器，包括泵浦光源、隔离器和增益光纤，泵浦光源的光输出端连接隔离器的光输入端，本发明还包括第一波分复用器、第一光纤光栅、光纤耦合器、第二波分复用器和第二光纤光栅；隔离器的光输出端连接第一波分复用器的第一光输入输出端，第一波分复用器的第二光输入输出端连接第一光纤光栅的光输入输出端，第一波分复用器的第三光输入输出端连接光纤耦合器的第一光输入输出端，光纤耦合器的第二光输入输出端和第三光输入输出端同时连接增益光纤，光纤耦合器的第四光输入输出端连接第二波分复用器的第一光输入输出端，第二波分复用器的第二光输入输出端连接第二光纤光栅的光输入输出端，第二波分复用器的光输出端输出激光。
本发明还具有如下技术特征：
1、所述的第一波分复用器、第二波分复用器均为1×2端口波分复用器。
2、所述的第一光纤光栅、第二光纤光栅均为高反射光纤光栅。
3、所述的泵浦光源的输出光波长、隔离器的工作波长、第一波分复用器的第一光输入输出端的工作波长、第二波分复用器的第二光输入输出端的工作波长、第二光纤光栅的反射光中心波长均是相同的。
4、所述的第一波分复用器的第二光输入输出端的工作波长、第一光纤光栅的反射光中心波长、第二波分复用器的光输出端的工作波长、激光波长均是相同的。
本发明通过引入光纤光栅和波分复用器，使泵浦光两次经过增益光纤谐振腔，提高了泵浦光利用率，同时，使增益光纤产生的激光由同一输出端输出，降低了激光损耗，提升了激光器的能量转换效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面根据说明书附图举例对本发明做进一步解释：
实施例1
如图1所示，一种高效率光纤激光器，包括泵浦光源1、隔离器2、第一波分复用器3、第一光纤光栅4、光纤耦合器5、增益光纤6、第二波分复用器7和第二光纤光栅8；泵浦光源1的光输出端连接隔离器2的光输入端，隔离器2的光输出端连接第一波分复用器3的第一光输入输出端，第一波分复用器3的第二光输入输出端连接第一光纤光栅4的光输入输出端，第一波分复用器3的第三光输入输出端连接光纤耦合器5的第一光输入输出端，光纤耦合器5的第二光输入输出端、第三光输入输出端连接增益光纤6，光纤耦合器5的第四光输入输出端连接第二波分复用器7的第一光输入输出端，第二波分复用器7的第二光输入输出端连接第二光纤光栅8的光输入输出端，第二波分复用器7的光输出端输出激光；光纤耦合器5、增益光纤6构成增益光纤谐振腔；
所述的第一波分复用器3、第二波分复用器7均为1×2端口波分复用器；
所述的第一光纤光栅4、第二光纤光栅8均为高反射光纤光栅；主要是提供反射作用，尽量减小泵浦光和激光的泄露，产生不必要的损耗，光纤光栅反射率越大越好。
所述的泵浦光源1的输出光波长、隔离器2的工作波长、第一波分复用器3的第一光输入输出端的工作波长、第二波分复用器7的第二光输入输出端的工作波长、第二光纤光栅8的反射光中心波长均是相同的；可使泵浦光两次经过增益光纤谐振腔(增益光纤谐振腔由耦合器和增益光纤组成)，从而提高泵浦光利用率。
所述的第一波分复用器3的第二光输入输出端的工作波长、第一光纤光栅4的反射光中心波长、第二波分复用器7的光输出端的工作波长、激光波长均是相同的；可使增益光纤产生的激光由单一输出端口输出，防止激光从其它端口输出，从而降低激光损耗，提升激光器的能量转换效率。
本实施例的工作原理：光纤耦合器5、增益光纤6构成增益光纤谐振腔；由于泵浦光源1的输出光波长、隔离器2的工作波长、第一波分复用器3的第一光输入输出端的工作波长、第二波分复用器7的第二光输入输出端的工作波长、第二光纤光栅8的反射光中心波长均是相同的，因此泵浦光源1输出的泵浦光的传输路径为：泵浦光源1输出的泵浦光进入隔离器2，隔离器2具有单向导通功能，防止反向传输光进入泵浦光源1，损伤泵浦光源1，然后，泵浦光经隔离器2、第一波分复用器3后分为两部分，一部分泵浦光进入增益光纤谐振腔，另一部分泵浦光经第二波分复用器7后被第二光纤光栅8反射，被第二光纤光栅8反射的泵浦光经第二波分复用器7后分为两部分，一部分进入增益光纤谐振腔，另一部分经第一波分复用器3后进入隔离器2，并在隔离器2处被耗散掉；泵浦光在增益光纤谐振腔中，使增益光纤6实现粒子数翻转，进而使增益光纤6中产生不同于泵浦光波长的新光波，这种新光波在增益光纤谐振腔的作用下，形成激光，由于第一波分复用器3的第二光输入输出端的工作波长、第一光纤光栅4的反射光中心波长、第二波分复用器7的光输出端的工作波长、激光波长均是相同的，因此激光的传输路径为：一部分激光直接由光纤耦合器5的第四光输入输出端输出，然后经第二波分复用器7并由第二波分复用器7的光输出端输出，另一部分激光由光纤耦合器5的第一光输入输出端输出，经第一波分复用器3后被第一光纤光栅4反射，被第一光纤光栅4反射的激光经第一波分复用器3后分为两部分，一部分进入增益光纤谐振腔，另一部分经第二波分复用器7并由第二波分复用器7的光输出端输出，因此，激光只能由第二波分复用器7的光输出端输出。

Claims (3)

1.一种高效率光纤激光器，包括泵浦光源、隔离器和增益光纤，泵浦光源的光输出端连接隔离器的光输入端，其特征在于：还包括第一波分复用器、第一光纤光栅、光纤耦合器、第二波分复用器和第二光纤光栅；隔离器的光输出端连接第一波分复用器的第一光输入输出端，第一波分复用器的第二光输入输出端连接第一光纤光栅的光输入输出端，第一波分复用器的第三光输入输出端连接光纤耦合器的第一光输入输出端，光纤耦合器的第二光输入输出端和第三光输入输出端同时连接增益光纤，光纤耦合器的第四光输入输出端连接第二波分复用器的第一光输入输出端，第二波分复用器的第二光输入输出端连接第二光纤光栅的光输入输出端，第二波分复用器的光输出端输出激光；所述的泵浦光源的输出光波长、隔离器的工作波长、第一波分复用器的第一光输入输出端的工作波长、第二波分复用器的第二光输入输出端的工作波长、第二光纤光栅的反射光中心波长均是相同的；所述的第一波分复用器的第二光输入输出端的工作波长、第一光纤光栅的反射光中心波长、第二波分复用器的光输出端的工作波长、激光波长均是相同的。
2.根据权利要求1所述的一种高效率光纤激光器，其特征在于：所述的第一波分复用器、第二波分复用器均为1×2端口波分复用器。
3.根据权利要求1所述的一种高效率光纤激光器，其特征在于：所述的第一光纤光栅、第二光纤光栅均为高反射光纤光栅。
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