CN109149329A - 千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法 - Google Patents

千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法 Download PDF

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    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
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Abstract

本发明公开了一种千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法，首先利用紫外光刻系统刻写宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅，其次将刻写好的倾斜光纤光栅进行高温退火，再将退完火的倾斜光纤光栅短波长方向蒙砂，以达到包层光剥离的效果，最后将该倾斜光纤光栅短波长方向的一端和光纤激光器中低反光纤光栅熔接，另一端与QBH熔接，即可有效滤除光纤激光器中的受激拉曼散射。本发明具有应用范围广、可控性高等优点。

Description

千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法
技术领域
本发明涉及光纤光栅应用领域，具体涉及一种千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法。
背景技术
在高功率光纤激光器的制作过程中，拉曼效应是一个不可忽视的非线性效应，受激拉曼散射是制约光纤激光器功率进一步提升的重要因素之一，它对高功率光纤激光器的光谱展宽有着及其重要的影响。在光纤中双向传输的受激拉曼散射光会导致信号激光功率下降，更具有危害性的是后向传输的SRS被放大后会对系统形成致命的损伤。研究人员通过利用大模场光纤或特殊波段高损耗光纤来抑制 SRS，取得了较好的效果，但受限于光纤的制作工艺，应用仍十分有限。也可采用拉曼兼容的方法，即注入一个前向的拉曼种子光，允许前向拉曼激光与信号激光一起输出，可以有效地将后向拉曼信号抑制在一定范围内，但是输出光谱特性变差，同时光束质量也会受到一定的影响。
关于光纤激光器中出现SRS这一问题，2017年国防科大在光学学报上发表的一文中提出利用啁啾倾斜Bragg光纤光栅（CTFBG）抑制SRS，但是其抑制效果不足99%，应用系统中也只是几十瓦量级，并不能解决千瓦量级单腔振荡光纤激光器中的SRS的问题。 故本专利所制作的千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器具有一定的实用意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法，能够实现集宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅和包层光剥离器为一体的受激拉曼散射滤波器，承受功率高，滤除效果高达99%以上。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法，方法步骤如下：
第一步：刻写与受激拉曼散射光波长相对应的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅；
在光纤上刻写与受激拉曼散射光波长相对应的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅，光纤光栅的栅面与光纤横截面成一定夹角；
第二步：退火
将上述宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅进行高温退火；
第三步：将退完火的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅取出，在其短波长方向用蒙砂膏蒙砂，制作包层光剥离器，用带水冷的封装壳进行封装，形成受激拉曼散射滤波器。
进一步地，第一步中，所述宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅带宽足够宽。
进一步地，第三步中，所述受激拉曼散射滤波器的滤除效果大于99%。
进一步地，第三步中，所述宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅与包层光剥离器的距离不超过10mm。
进一步地，第三步中，包层光剥离器的包层光剥离度大于90% 。
进一步地，第一步中，光纤光栅的栅面与光纤横截面的夹角为4°。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）可控性好，能够控制宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅的中心波长来滤除不同波段的受激拉曼散射；（2）滤除效果好，滤除效果可达到99%以上；（3）适用范围广，本发明可适用于各种类型的光纤激光器中。
附图说明
图1为本发明千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器的平面图。
图2为本发明千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器的流程图。
图3为本发明千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器的应用系统图。
图4为本发明实施例1的激光器系统图图，其中（a）为加滤波器前的系统图，（b）为加滤波器后的系统图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
结合图1和图2，一种千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法，方法步骤如下：
第一步：刻写与受激拉曼散射光波长相对应的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅；
在光纤上刻写与受激拉曼散射光波长相对应的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅1，光纤光栅1的栅面与光纤横截面成一定夹角。
第二步：退火
将上述宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅1进行高温退火，以防高功率情况下载氢光纤温度过高所带来的激光器烧毁等严重后果。
第三步：将退完火的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅1取出，在其短波长方向用蒙砂膏蒙砂，制作包层光剥离器2，用带水冷的封装壳进行封装，形成受激拉曼散射滤波器。
将封装好的受激拉曼散射滤波器接入光纤激光器系统中即可。
所述宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅1带宽足够宽。
所述受激拉曼散射滤波器滤除效果大于99% 。
所述宽带宽高斯型倾斜光纤光栅1中心波长可控。
所述宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅1与包层光剥离器2的距离不超过10mm。
采用宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅1，其带宽足够宽，能有效滤除受激拉曼散射，使光纤激光器工作状态更加稳定，提高了光纤激光器的光束质量。
由于光纤光栅1的栅面与光纤横截面成一定夹角，激光器中受激拉曼散射光通过倾斜光纤光栅1后由正向传输的纤芯模转化成反向传输的包层模，再通过包层光剥离器2将包层模剥除，从而达到滤波效果。
实施例1
结合图1和图2，一种千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法，方法步骤如下：
第一步：刻写与受激拉曼散射光波长相对应的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅；
在光纤上刻写与受激拉曼散射光波长相对应的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅1，光纤光栅1的栅面与光纤横截面成一定夹角。
第二步：退火
将上述宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅1进行高温退火，以防高功率情况下载氢光纤温度过高所带来的激光器烧毁等严重后果。
第三步：将退完火的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅1取出，在其短波长方向用蒙砂膏蒙砂，制作包层光剥离器2，用带水冷的封装壳进行封装，形成受激拉曼散射滤波器。
结合图3和图4，将封装好的受激拉曼散射滤波器接入光纤激光器系统中即可。
搭建单腔振荡光纤激光器系统如图3，泵浦光通过合束器后通过高反光栅（HR），在高反光栅（HR）与低反光栅（OC）之间接入一定长度的掺镱光纤（YDF）形成谐振腔，泵浦光进入谐振腔后会在HR和OC之间产生振荡，再从OC端输出。若不加本发明中的滤波器，测得的光谱图如图4（a），加滤波器后如图4（b），不难发现本发明对SRS的滤除效果极其明显。

Claims (6)

1.一种千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法，其特征在于，方法步骤如下：
第一步：刻写与受激拉曼散射光波长相对应的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅；
在光纤上刻写与受激拉曼散射光波长相对应的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅（1），光纤光栅（1）的栅面与光纤横截面成一定夹角；
第二步：退火
将上述宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅（1）进行高温退火；
第三步：将退完火的宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅（1）取出，在其短波长方向用蒙砂膏蒙砂，制作包层光剥离器（2），用带水冷的封装壳进行封装，形成受激拉曼散射滤波器。
2.根据权利要求1所述的千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法，其特征在于：第一步中，所述宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅（1）带宽足够宽。
3.根据权利要求1所述的千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法，其特征在于：第三步中，所述受激拉曼散射滤波器的滤除效果大于99%。
4.根据权利要求1所述的千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法，其特征在于：第三步中，所述宽带宽啁啾型倾斜光纤光栅（1）与包层光剥离器（2）的距离不超过10mm。
5.根据权利要求1所述的千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法，其特征在于：第三步中，包层光剥离器（2）的包层光剥离度大于90% 。
6.根据权利要求1所述的千瓦级光纤激光器中受激拉曼散射滤波器制作方法，其特征在于：第一步中，光纤光栅（1）的栅面与光纤横截面的夹角为4°。
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