CN117154512A - 一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光纤激光器技术领域,特别是涉及一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,包括第一输出组件、第一泵浦光输入组件、第一光学谐振腔、第二光学谐振腔、第一泵浦光输入组件和第二输出组件。有益效果:1、采用双谐振腔结构,一个系统实现两路激光输出,光转换率更高,成本更低廉,有助于多模合束激光器的小型化;2、大幅度提升系统的拉曼阈值,减少了拉曼效应对激光系统影响,在相同输出光纤芯径下实现更高的激光输出功率;3、通过调整低、高吸收系数的增益光纤的组合,在提高拉曼阈值的情况下,可以灵活对增益光纤的热负载进行有效控制。
Description
技术领域
本发明涉及光纤激光器技术领域,特别是涉及一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器。
背景技术
通常,常规的光纤激光器一般有光纤激光振荡器和光纤激光放大器两种。与光纤放大器相比,光纤振荡器这种单腔结构优势明显,如:控制更简单、结构更紧凑、成本更低廉、抗回光能力更强等,在工业加工中有着广泛的应用。
然而,常规的光纤激光器一般只能一端输出,应用场景有限,同时,限制光纤振荡器获得更高功率的因素除了现有工艺问题外,主要是光纤热负载和拉曼效应的制约。对于拉曼问题的解决,有两种有效途径:其一为增大增益光纤及传能光纤的纤芯直径,以提高激光器系统的拉曼阈值,然而纤芯直径增大的同时也会导致光纤中所传输的激光模式大幅增加,引起输出激光的光束质量恶化;其二为减少增益光纤及传能光纤的有效长度,通常传能光纤长度基本固定可优化范围极小,因而只能通过减少增益光纤长度来提升激光器系统的拉曼阈值。而减少增益光纤长度最佳的做法是选用对泵浦光高吸收系数的增益光纤,但高吸收系数的增益光纤在强泵浦光下会存在严重的热负载问题,极易因光纤因超过其热负载能力而发生烧毁现象。
因此,如何在保证激光输出光束质量和激光器光光转换效率的的同时,有效控制增益光纤的热负载且提升激光器系统的拉曼阈值一直都是光纤激光器行业的痛点。为此,本发明提出了一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,在大幅度提升系统的拉曼阈值的同时降低增益光纤的热负载,为光纤激光器冲击更大功率提供一种新思路。
发明内容
为克服现有技术存在热负载和拉曼效应的技术缺陷,本发明提供一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,同时解决了增益光纤热负载和拉曼效应的技术问题。
本发明采用的技术解决方案是:一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,包括第一输出组件、第一泵浦光输入组件、第一光学谐振腔、第二光学谐振腔、第一泵浦光输入组件和第二输出组件,所述第一泵浦光输入组件的泵浦光进入第一光学谐振腔吸收振荡形成激光,所述激光从第一输出组件输出,所述第二泵浦光输入组件的泵浦光进入第二光学谐振腔吸收振荡形成激光,所述激光从第二输出组件输出;
所述第一光学谐振腔内设有两段以上不同吸收系数的第一系列增益光纤,离所述第一泵浦光输入组件越近的第一系列增益光纤吸收系数越小;所述第二光学谐振腔内设有两段以上不同吸收系数的第二系列增益光纤,离所述第二泵浦光输入组件越近的第二系列增益光纤吸收系数越小。
进一步的,所述第一光学谐振腔包括第一低反射光栅、第一系列增益光纤和第一高反射光栅,所述第一系列增益光纤连接在第一高反射光栅和第一低反射光栅之间,所述第二光学谐振腔包括第二低反射光栅、第二系列增益光纤和第二高反射光栅,所述第二系列增益光纤连接在第二高反射光栅和第二低反射光栅之间。
进一步的,所述第一泵浦光输入组件与第一低反射光栅或第一高反射光栅连接,所述第二泵浦光输入组件与第二低反射光栅或第二高反射光栅连接。
进一步的,所述第一泵浦光输入组件和/或第二泵浦光输入组件的数量为两组,所述第一泵浦光输入组件设置两组时,两组所述第一泵浦光输入组件分别与第一低反射光栅和第一高反射光栅连接,所述第二泵浦光输入组件设置两组时,两组所述第二泵浦光输入组件分别与第二低反射光栅和第二高反射光栅连接。
进一步的,所述第一低反射光栅和第二低反射光栅的反射率在5%-50%之间;所述第一高反射光栅和第二高反射光栅的反射率在50%-99%之间。
进一步的,所述第一低反射光栅、第一高反射光栅、第二低反射光栅和第二高反射光栅的中心波长在1000nm-1100nm之间。
进一步的,所述第一输出组件包括第一光纤端帽和第一包层光滤除器,所述第一包层光滤除器的一端与第一光学谐振腔或第一泵浦光输入组件连接,所述第一包层光滤除器的另一端与第一光纤端帽连接。
进一步的,所述第二输出组件包括第二光纤端帽和第二包层光滤除器,所述第二包层光滤除器的一端与第二光学谐振腔或第二泵浦光输入组件连接,所述第二包层光滤除器的另一端与第二光纤端帽连接。
进一步的,所述第一光学谐振腔和第二光学谐振腔之间设有拉曼抑制器。
进一步的,所述拉曼抑制器为拉曼抑制光栅,所述拉曼抑制光栅的中心波长为1000nm-1100nm,所述拉曼抑制光栅的3dB带宽为5nm-100nm。
本发明的有益效果是:1、一个系统实现两路激光输出,应用场景更加广泛,采用双谐振腔结构,光转换率更高,成本更低廉,有助于多模合束激光器的小型化;2、大幅度提升系统的拉曼阈值,减少了拉曼效应对激光系统影响,在相同输出光纤芯径下实现更高的激光输出功率;3、谐振腔内设置多段吸收系数不同的增益光纤,强泵浦光先经过低吸收系数的增益光纤,由于前者吸收系数低,低吸收系数增益光纤本身在一定长度上吸收泵浦光较少,量子亏损所产生的热效应也就低一些,自然增益光纤处于合理的热负载范围内;而后泵浦光在有一定吸收后再经过高吸收系数的增益光纤,由于泵浦光本身强度变低自然在高吸收增益光纤段所产生的热效应要更低一些,处于光纤合理的热负载范围内;这样,激光系统最重要增益光纤部分处于合理的热负载范围内,激光器系统更稳定、更安全;4、通过调整低、高吸收系数的增益光纤的组合,在提高拉曼阈值的情况下,可以灵活对增益光纤的热负载进行有效控制,这也为激光器解决光纤热负载问题提供了一种新思路。
附图说明
图1为实施例1提供的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器的结构示意图。
图2为实施例2提供的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器的结构示意图。
图3为实施例3提供的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器的结构示意图。
图4为实施例4提供的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器的结构示意图。
图5为实施例5提供的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器的结构示意图。
图6为实施例6提供的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器的结构示意图。
图7为实施例7提供的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器的结构示意图。
图8为实施例8提供的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器的结构示意图。
附图标记说明:
11、第一光纤端帽;12、第一包层光滤除器;2、第一光纤合束器;3、第一光学谐振腔;31、第一低反射光栅;32、第一系列增益光纤;33、第一高反射光栅;4、拉曼抑制器;5、第二光学谐振腔;51、第二低反射光栅;52、第二系列增益光纤;53、第二高反射光栅;6、第二光纤合束器;71、第二光纤端帽;72、第二包层光滤除器;8、第一泵浦源;9、第二泵浦源。
实施方式
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明作进一步说明:
本发明提供的双向输出的高功率双光纤激光振荡器,采用双谐振腔、双泵浦源,可实现两路激光同时输出,同时,在同等功率的条件下,减短了单个光学谐振腔的增益光纤长度,降低了拉曼效应对激光器的影响,提升了激光器稳定性;其次,每个谐振腔均设置两段不同吸收系数的增益光纤,靠近泵浦源的增益光纤吸收系数低,在降低拉曼效应的同时减少了增益光纤本身的热负载,为生产更高功率的光纤激光器提供了新的思路。
实施例
如图1所示,本实施例提供一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,包括第一输出组件、第一泵浦光输入组件、第一光学谐振腔3、第二光学谐振腔5、第二泵浦光输入组件和第二输出组件,所述第一泵浦光输入组件的泵浦光进入第一光学谐振腔3吸收振荡形成激光,所述激光从第一输出组件输出,所述第二泵浦光输入组件的泵浦光进入第二光学谐振腔5吸收振荡形成激光,所述激光从第二输出组件输出。
在本实施例中,所述第一泵浦光输入组件包括第一泵浦源8,所述第一泵浦源8通过泵浦光纤连接有第一光纤合束器2,所述第一光纤合束器2与第一光学谐振腔3连接;所述第二泵浦光输入组件包括第二泵浦源9,所述第二泵浦源9通过泵浦光纤连接有第二光纤合束器6,所述第二光纤合束器6与第二光学谐振腔5连接。
在本实施例中,第一泵浦源8和第二泵浦源9的数量至少为一个,第一泵浦源8和第二泵浦源9均采用半导体激光器,第一泵浦源8和/或第二泵浦源9的输出波长在900nm-1000nm之间,具体的,本实施例的第一泵浦源8和/或第二泵浦源9输出波长为915nm。
在本实施例中,所述第一光学谐振腔3包括第一低反射光栅31、第一系列增益光纤32和第一高反射光栅33,所述第二光学谐振腔5包括第二低反射光栅51、第二系列增益光纤52和第二高反射光栅53;
所述第一低反射光栅31的一端与第一光纤合束器2连接,所述第一低反射光栅31的另一端与第一系列增益光纤32连接,所述第一高反射光栅33的一端与第一系列增益光纤32连接,所述第一高反射光栅33的另一端与第二光学谐振腔5的第二高反射光栅53连接;
所述第二低反射光栅51的一端与第二光纤合束器6连接,所述第二低反射光栅51的另一端与第二系列增益光纤52连接,所述第二高反射光栅53的一端与第二系列增益光纤52连接,所述第二高反射光栅53的另一端与第一光学谐振腔3的第一高反射光栅33连接。
在本实施例中,所述第一低反射光栅31、第一高反射光栅33、第二低反射光栅51和第二高反射光栅53的光纤纤芯直径为10um-100um,内包层直径为100um-1000um,外包层直径为250um-3000um,中心波长在1000nm-1100nm之间;所述第一低反射光栅31和第一高反射光栅33的中心波长一致,所述第二低反射光栅51和第二高反射光栅53的中心波长一致,此处的一致指的是中心波长的差值在±2nm;第一低反射光栅31和第二低反射光栅51的反射率在5%-50%之间;所述第一高反射光栅33和第二高反射光栅53的反射率在50%-99%之间。
具体的,本实施例的四个反射光栅中心波长均为1080nm,光纤纤芯直径均为20um,内包层直径均为400um,外包层直径均为550um,在其他一些实施例中,四个反射光栅的中心波长、光纤纤芯直径、内包层直径和外包层直径可根据需要选择。
在本实施例中,所述第一输出组件包括第一光纤端帽11和第一包层光滤除器12,所述第一包层光滤除器12的一端与第一光纤合束器2连接,所述第一包层光滤除器12的另一端与第一光纤端帽11连接;所述第二输出组件包括第二光纤端帽71和第二包层光滤除器72,所述第二包层光滤除器72的一端与第二光纤合束器6连接,所述第二包层光滤除器72的另一端与第二光纤端帽71连接。第一包层光滤除器12和第二包层光滤除器72可过滤激光器中残留的包层光,第一光纤端帽11和第二光纤端帽71可降低输出端面的功率密度,提高激光器的可靠性。
所述第一光学谐振腔3内设有两段以上不同吸收系数的第一系列增益光纤32,离第一泵浦光输入组件越近的第一系列增益光纤32吸收系数越小;所述第二光学谐振腔5内设有两段以上不同吸收系数的第二系列增益光纤52,离第二泵浦光输入组件越近的第二系列增益光纤52吸收系数越小。
在本实施例中,所述第一光学谐振腔3内设有两段不同吸收系数的第一系列增益光纤32(a1、b1),a1的吸收系数小于b1,a1与第一低反射光栅31连接,b1与第一高反射光栅33连接,所述第二光学谐振腔5内设有两段不同吸收系数的第二系列增益光纤52(a2、b2),a2的吸收系数小于b2,a2与第二低反射光栅51连接,b2与第二高反射光栅53连接,所述第一系列增益光纤32和/或第二系列增益光纤52的吸收系数在0.1dB/m-10dB/m之间。
当光纤激光器设计需要增益光纤对泵浦光吸收达到20dB,而增益光纤吸收系数为0.5dB/m,此时使用普通的单腔光纤激光器,那么所需的增益光纤长度即为40m。
若采用本实施例的方案,在只使用一个光学谐振腔的情况下(以只使用第一光学谐振腔3为例):
若使用低吸收系数(0.2dB/m)的增益光纤a1,使用长度为5m,配合使用高吸收系数(1dB/m)的增益光纤b1,需要的长度为19m,两段增益光纤的总长度为20m。此时,进入a1的泵浦光强度高,但由于a1的吸收系数低,因此其热负载较小;同时,进入高吸收系数的增益光纤b1的泵浦光强度较低(约为进入a1时强度的80%),因此b1的热负载较小,避免出现严重的热负载问题;另外,采用本实施例的方案第一光学谐振腔3内增益光纤的总长度可缩短20m,节省成本,同时,拉曼阈值即会大幅度上升,减小了拉曼效应对激光器的影响。
当光纤激光器整个系统设计需要增益光纤对泵浦光吸收达到21dB,而增益光纤吸收系数为0.6dB/m,此时使用普通的单腔光纤激光器,那么所需增益光纤总长度为35m。
若采用本实施例的方案,在第一光学谐振腔3和第二光学谐振腔5同时使用的情况下:
此时第一光学谐振腔3和第二光学谐振腔5内的低吸收系数的增益光纤(a1、a2)的吸收系数为0.25dB/m,使用长度为4m,高吸收系数的增益光纤(b1、b2)的吸收系数为1.2dB/m,使用的长度约8m,两个谐振腔所需的增益光纤总长度为24m,此时总增益光纤长度可缩短11m,可在一定程度上提升激光器系统的拉曼阈值,减小拉曼效应对激光器的影响。
在本实施例中,所述第一系列增益光纤32和/或第二系列增益光纤52是纤芯掺杂稀土离子的单包层、双包层、三包层或预制有特定层叠结构的多包层增益光纤;所述第一系列增益光纤32和/或第二系列增益光纤52为包层尺寸相互匹配的常规均匀尺寸光纤、以锥形光纤为代表的纵向尺寸渐变光纤或以限制掺杂光纤为代表的横向结构优化的光纤;
在本实施例中,所述第一系列增益光纤32和/或第二系列增益光纤52的纤芯直径在10um-100um之间,内包层直径在100um-1000um之间,外包层直径为250um-3000um;具体的,第一系列增益光纤32和/或第二系列增益光纤52的光纤纤芯直径均为50um,内包层直径均为400um,外包层直径均为550um,在其他一些实施例中,第一系列增益光纤32和/或第二系列增益光纤52的光纤纤芯直径、内包层直径和外包层直径可根据需要选择。
实施例
如图2所示,本实施例提供一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,与实施例1不同的是,本实施例的第一光学谐振腔3内设有三段吸收系数依次增大的第一系列增益光纤32(a1、b1、c1),a1与第一低反射光栅31连接,b1连接在a1和c1之间,c1与第一高反射光栅33连接,第二光学谐振腔5内设有三段吸收系数依次增大的第一系列增益光纤32(a2、b2、c2),a2与第二低反射光栅51连接,b2连接在a2和c2之间,c2与第二高反射光栅53连接。
当光纤激光器整个系统设计需要增益光纤对泵浦光吸收达到21dB,而增益光纤吸收吸收为0.6dB/m,此时使用普通的单腔光纤激光器,那么所需增益光纤总长度为35m。
若采用本实施例的方案,在第一光学谐振腔3和第二光学谐振腔5同时使用的情况下:
此时,第一光学谐振腔3和第二光学谐振腔5内的低吸收系数的增益光纤(a1、a2)的吸收系数为0.25dB/m,使用长度为4m,中吸收系数的增益光纤(b1、b2)的吸收系数为1.2dB/m,选用长度约1.25m,高吸收系数的增益光纤(c1、c2)的吸收系数为2.5dB/m,需要的长度约3.2m,两个谐振腔所需的增益光纤总长度为16.9m,此时总增益光纤长度可缩短18.1m,可在一定程度上提升激光器系统的拉曼阈值,减小拉曼效应对激光器的影响。
实施例
如图3所示,本实施例提供一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,与实施例1、2不同的是,本实施例的第一光学谐振腔3和第二光学谐振腔5之间设有拉曼抑制器4,具体的,所述拉曼抑制器4的两端分别于第一高反射光栅33和第二高反射光栅53连接;所述拉曼抑制器4为拉曼抑制光栅,所述拉曼抑制光栅的中心波长为1000nm-1100nm,所述拉曼抑制光栅的3dB带宽为5nm-100nm。拉曼抑制光栅的光纤直径在10um-50um之间,内包层直径在100um-1000um之间,外包层直径在250um-3000um之间,本实施例使用的拉曼抑制光栅纤芯直径为20um,内包层直径为400um,外包层直径为550um,中心波长为1135nm,3dB带宽为10nm。
实施例
如图4所示,本实施例提供一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,与实施例3不同的是,本实施例的第一泵浦光输入组件与第一高反射光栅33连接,第二泵浦光输入组件与第二低反射光栅51连接;具体的,第一光纤合束器2与第一高反射光栅33连接,第一光纤合束器2的另一端与拉曼抑制器4连接,第二光纤合束器6的一端与第二低反射光栅51连接,第二光纤合束器6的另一端与第二输出组件连接。
实施例
如图5所示,本实施例提供一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,与实施例4不同的是,本实施例的第一泵浦光输入组件与第一高反射光栅33连接,第二泵浦光输入组件与第二低反射光栅51连接;具体的,第一光纤合束器2与第一高反射光栅33连接,第一光纤合束器2的另一端与拉曼抑制器4连接,第二光纤合束器6的一端与第二高反射光栅53连接,第二光纤合束器6的另一端与拉曼抑制器4连接。
实施例
如图6所示,本实施例提供一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,与实施例5不同的是,本实施例的第一光学谐振腔3和第二光学谐振腔5中的一个采用两侧泵浦输入,另一个采用单侧泵浦输入,采用两侧泵浦输入的谐振腔内的增益光纤至少为三段,中间的一段增益光纤的吸收系数高于两侧的增益光纤的吸收系数;具体的,第一泵浦光输入组件的数量有两组,分别设置在第一光学谐振腔3的两侧,所述第二泵浦光输入组件与第二低反射光栅51连接。
实施例
如图7所示,本实施例提供一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,与实施例6不同的是,本实施例的第一泵浦光输入组件的数量有两组,分别设置在第一光学谐振腔3的两侧,所述第二泵浦光输入组件与第二高反射光栅53连接。
实施例
如图8所示,本实施例提供一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,与实施例7不同的是,本实施例的第一泵浦光输入组件和第二泵浦光输入组件的数量均设置为两组,两组第一泵浦光输入组件分别设置在第一光学谐振腔3的两侧,两组第二泵浦光输入组件分别设置在第二光学谐振腔5的两侧,两个谐振腔均设置为双侧泵浦光输入,提升了光纤激光器的功率。
工作原理:第一泵浦源8产生的泵浦光通过第一光纤合束器2进入第一光学谐振腔3中第一系列增益光纤32中,产生激光振荡,输出激光依次通过第一低反射光栅31、第一光纤合束器2、第一包层光滤除器12,最终通过第一光纤端帽11输出。而第一泵浦源8输出的泵浦光在经过第一光学谐振腔3后,残余的泵浦光会继续经过拉曼抑制器4进入第二光学谐振腔5的第二系列增益光纤52中,产生的激光依次经过第二低反射光栅51、第二光纤合束器6、第二包层光滤除器72,最终从第二光纤端帽71输出。
同理,第二泵浦源9产生的泵浦光通过第二光纤合束器6进入第二光学谐振腔5中的第二系列增益光纤52中,产生激光振荡,输出激光依次通过第二低反射光栅51、第二光纤合束器6、第二包层光滤除器72,最终通过第二光纤端帽71输出。而第二泵浦源9输出的泵浦光在经过第二光学谐振腔5后,残余的泵浦光会继续沿着经过拉曼抑制器4进入第一光学谐振腔3的第一系列增益光纤32中,产生的激光依次经过第一低反射光栅31、第一光纤合束器2、第一包层光滤除器12,最终第一光纤端帽11输出;当第一泵浦源8和第二泵浦源9同时工作时,第一光学谐振腔3内的泵浦光来源于第一泵浦源8和第二泵浦源9经过第二光学谐振腔5后残留的泵浦光;第二光学谐振腔5内的泵浦光来源于第二泵浦源9和第一泵浦源8经第一光学谐振腔3后残留的泵浦光。
在第一光学谐振腔3和第二光学谐振腔5内设置两段以上不同吸收系数的增益光纤,增益光纤的吸收系数沿泵浦光输入的方向逐渐增强,强泵浦光先经过低吸收系数的增益光纤,低吸收系数增益光纤本身在一定长度上吸收泵浦光较少,量子亏损所产生的热效应也就低一些,自然增益光纤处于合理的热负载范围内;而后泵浦光在有一定吸收后再经过高吸收系数的增益光纤,由于泵浦光本身强度变低自然在高吸收增益光纤段所产生的热效应要更低一些,处于光纤合理的热负载范围内;这样,激光系统最重要增益光纤部分处于合理的热负载范围内,使光纤激光器系统更稳定、更安全;同时,由于减少了谐振腔内增益光纤的总长度,可在一定程度上提升激光器系统的拉曼阈值,减小拉曼效应对激光器的影响。
在上述过程中,拉曼抑制器4会滤除掉第一光学谐振腔3和第二光学谐振腔5产生激光中所含有拉曼光成分,大幅度降低拉曼光对整个光学系统的影响。
以上实施例显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,其特征在于,包括第一输出组件、第一泵浦光输入组件、第一光学谐振腔、第二光学谐振腔、第一泵浦光输入组件和第二输出组件,所述第一泵浦光输入组件的泵浦光进入第一光学谐振腔吸收振荡形成激光,所述激光从第一输出组件输出,所述第二泵浦光输入组件的泵浦光进入第二光学谐振腔吸收振荡形成激光,所述激光从第二输出组件输出;
所述第一光学谐振腔内设有两段以上不同吸收系数的第一系列增益光纤,离所述第一泵浦光输入组件越近的第一系列增益光纤吸收系数越小;所述第二光学谐振腔内设有两段以上不同吸收系数的第二系列增益光纤,离所述第二泵浦光输入组件越近的第二系列增益光纤吸收系数越小。
2.根据权利要求1所述的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,其特征在于,所述第一光学谐振腔包括第一低反射光栅、第一系列增益光纤和第一高反射光栅,所述第一系列增益光纤连接在第一高反射光栅和第一低反射光栅之间,所述第二光学谐振腔包括第二低反射光栅、第二系列增益光纤和第二高反射光栅,所述第二系列增益光纤连接在第二高反射光栅和第二低反射光栅之间。
3.根据权利要求2所述的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,其特征在于,所述第一泵浦光输入组件与第一低反射光栅或第一高反射光栅连接,所述第二泵浦光输入组件与第二低反射光栅或第二高反射光栅连接。
4.根据权利要求2所述的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,其特征在于,所述第一泵浦光输入组件和/或第二泵浦光输入组件的数量为两组,所述第一泵浦光输入组件设置两组时,两组所述第一泵浦光输入组件分别与第一低反射光栅和第一高反射光栅连接,所述第二泵浦光输入组件设置两组时,两组所述第二泵浦光输入组件分别与第二低反射光栅和第二高反射光栅连接。
5.根据权利要求2所述的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,其特征在于,所述第一低反射光栅和第二低反射光栅的反射率在5%-50%之间;所述第一高反射光栅和第二高反射光栅的反射率在50%-99%之间。
6.根据权利要求2所述的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,其特征在于,所述第一低反射光栅、第一高反射光栅、第二低反射光栅和第二高反射光栅的中心波长在1000nm-1100nm之间。
7.根据权利要求1所述的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,其特征在于,所述第一输出组件包括第一光纤端帽和第一包层光滤除器,所述第一包层光滤除器的一端与第一光学谐振腔或第一泵浦光输入组件连接,所述第一包层光滤除器的另一端与第一光纤端帽连接。
8.根据权利要求1所述的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,其特征在于,所述第二输出组件包括第二光纤端帽和第二包层光滤除器,所述第二包层光滤除器的一端与第二光学谐振腔或第二泵浦光输入组件连接,所述第二包层光滤除器的另一端与第二光纤端帽连接。
9.根据权利要求1所述的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,其特征在于,所述第一光学谐振腔和第二光学谐振腔之间设有拉曼抑制器。
10.根据权利要求9所述的一种双向输出的高功率双光纤激光振荡器,其特征在于,所述拉曼抑制器为拉曼抑制光栅,所述拉曼抑制光栅的中心波长为1000nm-1100nm,所述拉曼抑制光栅的3dB带宽为5nm-100nm。
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- 2023-05-31 CN CN202310633183.XA patent/CN117154512A/zh active Pending
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