CN108490548A - 一种集成化带通滤波隔离器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成化带通滤波隔离器，包括顺次连接的准直输入端、带通滤波器、光纤隔离器以及准直输出端，所述带通滤波器用于滤除脉冲激光在准直输入端产生的拉曼激光，所述光纤隔离器用于将滤除拉曼激光后的脉冲激光耦合至准直输出端，所述准直输出端的光纤芯径大于准直输入端的光纤芯径，本发明通过将顺次连接的准直输入端、带通滤波器、光纤隔离器以及准直输出端集成在一起，缩小了体积，并简化结构；集成化后，器件的成本更低，更适合批量化生产；且稳定性更高，能长期稳定性工作；提高了器件的损伤阈值，能够承受更高峰值功率的脉冲激光；优化了皮秒脉冲在光纤中传播后的输出光谱，更有利于后续脉冲能量的放大。
Description
技术领域
本发明涉及光领域，特别是一种集成化带通滤波隔离器。
背景技术
激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后，人类的又一重大发明，经过几十年的发展，现已广泛应用于汽车制造、通讯、测量、生物、医疗等领域。光纤激光器相对于固体激光器、半导体激光器，具有体积小、成本低、维护简单、光束质量好等优点，现市场占有率已逐年提升，人们的目光也更多的转移到光纤激光器上。
随着高精度微加工市场的发展，对光纤激光器的峰值功率和脉宽提出了更高的要求，百纳秒的光纤激光器已经不能满足人们“冷”加工的需求，脉宽在亚纳秒、皮秒级别的激光器越来越得到关注。为了保证光纤激光器的光束质量，人们往往采用小芯径光纤，但在高峰值功率的脉冲下，如此小芯径的光纤会产生受激拉曼散射，使激光的波长往长波长漂移，峰值功率更高的时候，甚至会往短波长漂移，导致脉冲的光谱展宽，脉冲能量转移，阻碍了脉冲的进一步放大。为了得到更纯净的激光，我们往往采用一个带通滤波器，来滤除拉曼激光。
由于小芯径的光纤已经无法满足脉冲放大的要求，所以后续的放大我们会采用更大纤芯直径的光纤，达到激光加工的需求。激光在小芯径光纤和大芯径光纤之间转换的时候，由于模场的失配，往往会损耗很大的功率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种集成化带通滤波隔离器。
本发明采用的技术方案是：
一种集成化带通滤波隔离器，包括顺次连接的准直输入端、带通滤波器、光纤隔离器以及准直输出端，所述带通滤波器用于滤除脉冲激光在准直输入端产生的拉曼激光，所述光纤隔离器用于将滤除拉曼激光后的脉冲激光耦合至准直输出端，所述准直输出端的光纤芯径大于准直输入端的光纤芯径。
所述带通滤波器与光纤隔离器之间还设置有反射镜片。
所述反射镜片镀有高反膜。
所述反射镜片还连接有光纤准直器，该光纤准直器采用105～125μm纤芯芯径的多模光纤。
所述准直输入端采用纤芯芯径为20μm的光纤，所述准直输出端采用纤芯芯径为30μm的光纤。
本发明的有益效果：
本发明通过将顺次连接的准直输入端、带通滤波器、光纤隔离器以及准直输出端集成在一起，缩小了体积，并简化结构；集成化后，器件的成本更低，更适合批量化生产；且稳定性更高，能长期稳定性工作；提高了器件的损伤阈值，能够承受更高峰值功率的脉冲激光；优化了皮秒脉冲在光纤中传播后的输出光谱，更有利于后续脉冲能量的放大。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明的原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种集成化带通滤波隔离器，包括顺次连接的准直输入端1、带通滤波器2、光纤隔离器5以及准直输出端6，所述带通滤波器2用于滤除脉冲激光在准直输入端1产生的拉曼激光，所述光纤隔离器5用于将滤除拉曼激光后的脉冲激光耦合至准直输出端6，所述准直输出端6的光纤芯径大于准直输入端1的光纤芯径。
所述带通滤波器2与光纤隔离器5之间还设置有反射镜片。
所述反射镜片3镀有高反膜，该高反膜设置在反射镜片3的输出面上，反射镜片3的输入面上还镀有增透膜。
所述反射镜片3还连接有光纤准直器4，该光纤准直器4采用105～125μm纤芯芯径的多模光纤。
所述准直输入端1采用纤芯芯径为20μm的光纤，所述准直输出端6采用纤芯芯径为30μm的光纤。
在本实施例中，在光纤隔离器5的基础上，将光纤隔离器5的准直输入端1光纤的纤芯芯径设计成20μm，准直输出端6光纤的纤芯芯径设计成30μm，这样通过空间的耦合，就可以将脉冲激光耦合到准直输出端6的芯径为30μm的纤芯中，同时达到激光模场的匹配。利用这种方法，我们很容易在空间光路中加入一个8nm的带通滤波器2，来滤除高峰值功率下，脉冲激光在准直输入端1中产生的拉曼激光，得到较为纯净的1064nm脉冲激光。因为Yb光纤的发射谱在980nm～1100nm，在后续激光的放大中，会产生一个自发辐射光(ASE)，尽管已经采用了光纤隔离器5，但光纤隔离器5的隔离效果一般在30dB左右，而且光纤隔离器5中晶体的带宽一般是50nm左右，也就是1064±25nm,超过此带宽的激光隔离度都会下降，因此在后向ASE光会有很大部分返回来，导致激光器的烧毁，为了减少后向ASE光对前向光路的影响，在带通滤波器2与光纤隔离器5之间还设置有镀有高反膜的反射镜片3，带宽900nm-1000nm，并在光纤准直器4的作用下，将ASE光耦合到光纤准直器4中并导到外界中去。光纤准直器4光纤采用105～125μm纤芯芯径的多模光纤，是因为多模光纤的纤芯大，能容纳更多模式的激光通过，带宽可以覆盖到Yb离子的发射谱，保证ASE光最大限度地导到外界，最后最终将所有器件通过壳体封装起来，经测量，器件的激光透过率能达到90％以上，能长期稳定工作，而且器件集成化后，减少了多余的工序，使生产更为方便。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种集成化带通滤波隔离器，其特征在于:包括顺次连接的准直输入端、带通滤波器、光纤隔离器以及准直输出端，所述带通滤波器用于滤除脉冲激光在准直输入端产生的拉曼激光，所述光纤隔离器用于将滤除拉曼激光后的脉冲激光耦合至准直输出端，所述准直输出端的光纤芯径大于准直输入端的光纤芯径。
2.根据权利要求1所述的一种集成化带通滤波隔离器，其特征在于：所述带通滤波器与光纤隔离器之间还设置有反射镜片。
3.根据权利要求2所述的一种集成化带通滤波隔离器，其特征在于：所述反射镜片镀有高反膜。
4.根据权利要求2所述的一种集成化带通滤波隔离器，其特征在于：所述反射镜片还连接有光纤准直器，该光纤准直器采用105～125μm纤芯芯径的多模光纤。
5.根据权利要求1所述的一种集成化带通滤波隔离器，其特征在于：所述准直输入端采用纤芯芯径为20μm的光纤，所述准直输出端采用纤芯芯径为30μm的光纤。
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