CN202103307U - 一种全光纤调q光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种全光纤调Q光纤激光器，包括泵浦激光光源、泵浦激光信号激光合束器、光纤光栅第一腔体反射镜、光纤激光增益介质和输出光纤光栅第二腔体反射镜，所述光纤光栅第一腔体反射镜、光纤激光增益介质和输出光纤光栅第二腔体反射镜构成全光纤激光腔，产生重复率为1Hz到1MHz的脉冲激光，其特征在于：在所述全光纤激光腔内设有调Q开关，所述调Q开关为采用5到200伏脉冲电压直接驱动光纤耦合的电光开关。本实用新型具有系统设计简单，造价低廉，可靠性高等优点，是一种具有实用价值的全光纤、短脉冲、高功率激光器设计腔体形式。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光纤激光器，特别涉及一种具有高功率、短脉冲激光输出的采用低脉冲电压直接驱动光纤耦合电光开关的全光纤调Q光纤激光器。属于激光技术与光信息技术领域。
背景技术
高功率、短脉冲激光光源在材料与仪器、器件的精密打标，材料的激光处理，激光精密微机械加工和测量等领域有着十分广泛的应用。高功率、短脉冲光纤激光器由于其高效率、便携性、高可靠性和高稳定性在工业及科研领域有广泛的应用。目前在光纤激光器中实现高功率、短脉冲的方法主要有采用直接调制半导体激光器产生低功率短脉冲激光之后，利用后续高功率光纤放大器放大的方式（振荡器和功率放大器，MOPA）；但上述直接调制半导体激光器并功率放大的方式由于需要多级功率放大器放大，而使得系统复杂并且造价也相对比较高。
在腔内放入声光开关利用Q开关的方式直接产生高重复率、短脉冲、高功率激光也是一种常用的方式。如：2008年Hongming Zhao等人发表的“High repetition rate MHz acoustooptic Q-switched fiber laser”， IEEE Photonics Technology Letters，Vol.20，No.12，2008， 1009，采用自由空间的声光Q开关产生的了MHz 光脉冲重复率的调Q 激光脉冲；2005年Yushi Kaneda 等采用光纤耦合的声光调Q 开关利用全光纤短腔掺Er光纤激光器产生了30纳秒的325kHz 重复率的激光脉冲；而 2007年M.Eichhorn 采用自由空间声光调制器在掺Tm 光纤中产生了90uJ 160 纳秒100kHz 的调Q 激光输出“Development of a high pulse energy Q-switched Tm-doped double clad fluoride fiber laser and its application to the pumping of mid-IR lasers”，Opt.Lett.， Vol.32，No.9，2007，1056。然而，声光开关方法由于需要脉冲调制信号调制驱动声光开关的高频信号以产生激光腔内调Q，从而采用声光开关调Q激光器的电源及控制系统比较复杂，可靠性相对较差，而且造价也比较高。
低脉冲电压直接驱动的电光开关是最近几年在高速光纤通讯领域应用越来越受到重视的一种器件，但是，由于光纤通讯领域固有的低功率信号使得本领域技术人员对其应用产生了思维定式，低电压直接驱动电光开关在高功率短脉冲光纤激光器中的应用未见报道。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种具有高稳定性和可靠性、高效率、高功率、短脉冲、采用低脉冲电压直接驱动电光开关的调Q全光纤激光器的结构。
为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种全光纤调Q光纤激光器，包括泵浦激光光源、泵浦激光信号激光合束器、光纤光栅第一腔体反射镜、光纤激光增益介质和输出光纤光栅第二腔体反射镜，所述光纤光栅第一腔体反射镜、光纤激光增益介质和输出光纤光栅第二腔体反射镜构成全光纤激光腔，产生重复率为1Hz 到1MHz的脉冲激光，在所述全光纤激光腔内设有调Q开关，所述调Q开关为采用5到200伏脉冲电压直接驱动光纤耦合的电光开关。
上述技术方案中，所述光纤光栅第一腔体反射镜为在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅第一腔体反射镜，所述输出光纤光栅第二腔体反射镜为在信号激光波长处具有低反射率的输出光纤光栅第二腔体反射镜；所述光纤激光增益介质为保偏或非保偏的单模或多模或多覆层泵浦的掺稀土光纤。所述的光纤激光增益介质可以是保偏或非保偏的单模或多模或多覆层泵浦的掺Yb 3+、掺Er 3+、掺Tm 3+、掺Nd 3+、掺Er 3+/Yb 3+或掺Ho 3+光纤。
上述技术方案中，全光纤激光腔可以采用不同的腔型结构，但其总体构思均属于上述技术方案的范围。可以采用的腔型结构列举如下：
所述全光纤激光腔的腔体结构包括：
一段掺稀土增益光纤的一端与一个光纤耦合低脉冲电压直接驱动的电光开关的输入端光纤通过熔接连接，掺稀土增益光纤的另一端与光纤激光器的第一反射腔体连接；掺稀土增益光纤吸收通过光纤激光器第一反射腔体的泵浦激光产生信号激光波长的激光增益；
光纤耦合低电压驱动的电光开关的输出端光纤与一个低反射率光纤光栅的一端通过光纤熔接连接，电光开关作为光纤激光器腔内损耗调制器件产生短脉冲高功率激光脉冲；
低反射率光纤光栅作为光纤激光器的第二反射腔体反射镜和输出耦合器；
所述的第一腔体反射镜为以下结构的一种:
1).一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源与泵浦信号激光合束器的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，作为输入泵浦光，为光纤激光器提供泵浦激光；
一个在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅与泵浦信号激光合束器的泵浦信号合束端通过熔接连接，泵浦激光通过高反射率光纤光栅后被掺稀土增益光纤吸收产生信号波长激光增益，高反射率光纤光栅作为光纤激光器的第一腔体反射镜；
2).一个在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅的一端与泵浦信号激光合束器的信号输入端通过光纤熔接连接，高反射率光纤光栅作为光纤激光器的第一腔体反射镜；
一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源与泵浦信号激光合束器的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，为光纤激光器提供泵浦激光，作为输入泵浦光；
泵浦信号激光合束器的合束输出端与掺稀土增益光纤通过光纤熔接连接，泵浦激光进入掺稀土增益光纤后被掺稀土增益光纤吸收产生信号波长激光增益；
3).一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源与一个在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅的一端光纤通过光纤熔接连接，泵浦激光通过与高反射率的光纤光栅为光纤激光器提供泵浦激光，作为输入泵浦光；
泵浦激光通过在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅后被掺稀土增益光纤吸收产生信号波长激光增益，高反射率光纤光栅作为光纤激光器的第一腔体反射镜。
或者，所述全光纤激光腔的腔体结构包括：
一段掺稀土增益光纤的一端与一个泵浦信号激光合束器的泵浦信号激光合束输出端通过光纤熔接连接，泵浦激光通过泵浦信号激光合束器后进入掺稀土增益光纤后被掺稀土增益光纤吸收产生信号波长激光增益；
一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源与泵浦信号激光合束器的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，作为输入泵浦光，为光纤激光器提供泵浦激光；
一个光纤耦合低电压驱动的电光开关的输入端光纤与泵浦信号激光合束器的信号激光输入端光纤通过熔接连接，电光开关作为光纤激光器腔内损耗调制(Q值调制)器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
电光开关的输出端光纤与一个低反射率光纤光栅的一端通过光纤熔接连接，低反射率光纤光栅作为光纤激光器的第二反射腔镜和输出耦合器；
掺稀土增益光纤的另一端与一个在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅的一端通过光纤熔接连接，高反射率的光纤光栅作为光纤激光器的第一腔体反射镜。
或者，所述全光纤激光腔的腔体结构包括：
一段掺稀土增益光纤的一端与一个泵浦信号激光合束器的泵浦信号激光合束输出端通过光纤熔接连接，泵浦激光通过泵浦信号激光合束器后进入掺稀土增益光纤后被掺稀土增益光纤吸收产生信号波长激光增益；
一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源与泵浦信号激光合束器的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，作为输入泵浦光，为光纤激光器提供泵浦激光；
一个光纤耦合低电压驱动的电光开关的输出端光纤与泵浦信号激光合束器的信号激光输入端光纤通过熔接连接，电光开关作为光纤激光器腔内损耗调制(Q值调制)器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
电光开关的输入端光纤与一个在信号激光波长处具有高反射率光纤光栅的一端通过光纤熔接连接，高反射率光纤光栅作为光纤激光器的第一腔体反射镜；
掺稀土增益光纤的另一端与一个低反射率的光纤光栅的一端通过光纤熔接连接，低反射率的光纤光栅作为光纤激光器的第二腔体反射镜和输出耦合器。
或者，所述全光纤激光腔的腔体结构包括：
一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源与泵浦信号激光合束器的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，为光纤激光器提供泵浦激光，作为输入泵浦光；
一段掺稀土增益光纤的一端与泵浦信号激光合束器的泵浦信号激光合束输出端通过光纤熔接连接，泵浦激光通过泵浦信号激光合束器后进入掺稀土增益光纤后被掺稀土增益光纤吸收产生信号波长激光增益；
掺稀土增益光纤的另一端与一个光纤耦合输出器构成一个完整的光纤激光环形腔并输出脉冲激光；
所述的输出耦合器为下面所述的一种:
1).一个光纤耦合低电压驱动的电光开关的输入端光纤与掺稀土增益光纤的另一端通过光纤熔接连接，电光开关作为光纤激光器腔内损耗调制(Q值调制)器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
光纤耦合低电压驱动的电光开关的输出端光纤与一个部分耦合输出率光纤耦合器输入端光纤通过熔接连接，部分耦合输出率光纤耦合器的一个输出端口光纤作为光纤激光器的输出端口，输出光纤激光器腔内产生的短脉冲激光；部分耦合输出率光纤耦合器的另一个输出端口光纤与泵浦信号激光合束器的信号激光输入端通过光纤熔接连，构成一个完整的环形腔光纤激光器。
2).一个部分耦合输出率光纤耦合器的输入端光纤与掺稀土增益光纤的另一端通过熔接连接，部分耦合输出率光纤耦合器的一个输出端口光纤作为光纤激光器的输出端口，输出光纤激光器腔内产生的短脉冲激光；部分耦合输出率光纤耦合器的另一个输出端口光纤与一个光纤耦合低电压驱动的电光开关的输入端光纤通过光纤熔接连；电光开关作为光纤激光器腔内损耗调制(Q值调制)器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
电光开关的输出端光纤与泵浦信号激光合束器的信号激光输入端通过光纤熔接连，构成一个完整的环形腔光纤激光器。
或者，所述全光纤激光腔的腔体结构包括：
一段掺稀土增益光纤的一端与泵浦信号激光合束器的泵浦信号激光合
束输出端通过光纤熔接连接，泵浦激光通过泵浦信号激光合束器后再进入掺稀土增益光纤被掺稀土增益光纤吸收产生信号波长激光增益；
一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源与泵浦信号激光合束器的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，为光纤激光器提供泵浦激光，作为输入泵浦光，为光纤激光器提供泵浦激光；
泵浦信号激光合束器的信号激光输入端光纤与一个光纤输出耦合器构成一个完整的光纤激光环形腔并输出脉冲激光；
所述的输出耦合器为下面所述的一种:
1).一个光纤耦合低电压驱动的电光开关与泵浦信号激光合束器的泵浦激光输入端光纤通过光纤熔接连接，电光开关作为光纤激光器腔内损耗调制(Q值调制)器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
光纤耦合低电压驱动的电光开关的输出端光纤与一个部分耦合输出率光纤耦合器输入端光纤通过熔接连接，部分耦合输出率光纤耦合器的一个输出端口光纤作为光纤激光器的输出端口，输出光纤激光器腔内产生的短脉冲激光；部分耦合输出率光纤耦合器的另一个输出端口光纤与掺稀土增益光纤的另一端光纤通过光纤熔接连，构成一个完整的环形腔光纤激光器。
2).一个部分耦合输出率光纤耦合器的输入端光纤与泵浦信号激光合束器的信号激光输入端光纤通过光纤熔接连接，部分耦合输出率光纤耦合器的一个输出端口光纤作为光纤激光器的输出端口，输出光纤激光器腔内产生的短脉冲激光；部分耦合输出率光纤耦合器的另一个输出端口光纤与一个光纤耦合低电压驱动的电光开关的输入端光纤通过光纤熔接连；电光开关作为光纤激光器腔内损耗调制(Q值调制)器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
电光开关的输出端光纤与掺稀土增益光纤的另一端通过光纤熔接连，构成一个完整的环形腔光纤激光器。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1．本实用新型是采用光纤耦合低驱动电压电光开关的全光纤、短脉冲、高功率光纤激光器，无采用脉冲调制高频信号的声光调Q开关，而采用5V 到200V脉冲电压直接驱动光纤耦合的电光开关产生调Q 激光脉冲，使得系统设计大为简化；
2．激光系统造价更为低廉。由于电路设计的简化和本身电光开关工作方式的简化，使得采用电光开关和低压驱动电路的调Q全光纤激光器的造价比采用脉冲调制高频信号的声光调Q的短脉冲激光系统价格更为低廉；
3．系统的可靠性更高。脉冲调制高频信号的声光调Q系统比较复杂，因此采用低压脉冲电压直接驱动电光开关的短脉冲、高功率全光纤激光器系统的可靠性更高。
附图说明
图1 ~ 图3 是实施例1提供的采用低脉冲电压直接驱动电光开关高功率、短脉冲全光纤激光器结构示意图；
图4是实施例2提供的采用低脉冲电压直接驱动电光开关高功率、短脉冲全光纤激光器结构示意图；
图5是实施例3提供的采用低脉冲电压直接驱动高功率、短脉冲全光纤激光器结构示意图；
图6 ~ 图7是实施例4提供的采用低脉冲电压直接驱动高功率、短脉冲全光纤激光器结构示意图；
图8是实施例5提供的采用低脉冲电压直接驱动高功率、短脉冲全光纤激光器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例1：一种高功率、短脉冲输出的全光纤调Q光纤激光器的腔体结构，它由泵浦激光器、泵浦信号激光合束器、高反射率光纤光栅第一腔体反射镜、掺稀土激光增益光纤如掺Yb光纤、光纤耦合低脉冲电压直接驱动的电光开关和部分反射率光纤光栅输出耦合器组成。采用光纤耦合低驱动电压的电光开关作为线性激光腔体腔体内Q值(损耗)调制元件产生高功率、短脉冲激光输出。具体腔体结构参见图1~图3。
附图中：
[1].是光纤耦合的半导体泵浦激光器；
[2].是泵浦信号激光合束器或者波分复用器（WDM）；
[3].是在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅；
[4].是掺稀土激光增益介质光纤，掺稀土激光增益介质光纤为保偏或非保偏的单模或多模或多覆层泵浦的掺Yb3+、掺Er3+、掺Tm3+、掺Nd3+、掺Er3+/Yb3+、掺Ho3+光纤，包括光子晶体光纤；
[5].是光纤耦合低脉冲电压直接驱动的电光开关；
[6].是低(部分)反射率光纤光栅；
[7].是部分输出光纤耦合器。
参见附图1，第一种全光纤调Q光纤激光器是采用光纤耦合、低驱动电压电光开关作为腔内Q值（损耗）调制元件产生调Q高功率 短脉冲激光，采用高反射率和低反射率的光纤光栅对作为线性腔光纤激光器腔体反射镜和输出耦合器。泵浦激光通过泵浦信号激光合束器被耦合进并通过在信号激光波长处高反射率的光纤光栅进入到掺稀土增益光纤中；掺稀土增益光纤吸收泵浦激光在信号激光波长产生上能级离子数反转形成激光增益；激光腔内低驱动电压电光开关的周期性开关对腔内激光形成周期性Q值（损耗）调制，造成腔内Q值幅度的周期性变化；当电光开关关断时，电光开关内的电光材料在调制电压作用下造成腔内传输激光的偏转形成腔内激光强烈的损耗，使得腔内激光停止震荡，上能级反转粒子数聚集；当电光开关陡然打开时，大量的反转粒子数跃迁形成一个脉冲激光在高反射率光纤光栅和低反射率光纤光栅对与掺稀土增益光纤形成的激光腔体内往返震荡并放大，这个不断放大的短脉冲 高功率 巨能量脉冲激光从低反射率光纤光栅端输出；当这个巨能量脉冲激光将腔内上能级反转粒子数消耗使得腔内反转粒子数形成的激光增益小于腔内损耗使得腔内激光停止震荡；如果这时电光开关关断，形成上能级反转粒子数的重新积累直到电光开关重新打开下一个激光脉冲开始生成，低驱动脉冲电压控制电光开关周期性地开关产生高功率、短脉冲激光序列输出。如图1所示其具体连接关系是：在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅3的一端与泵浦信号激光合束器2的泵浦信号合束端光纤通过光纤熔接连接，光纤耦合的半导体泵浦激光1通过泵浦信号激光合束器2耦合进高反射率光纤光栅3中；高反射率光纤光栅3的另一端与一段适当长度的掺稀土增益光纤4的一端通过熔接连接，泵浦激光通过高反射率光纤光栅3后进入掺稀土增益光纤4中；掺稀土增益光纤4吸收泵浦激光后在信号激光波长处产生激光增益；掺稀土增益光纤4的另一端与一个光纤耦合低电压驱动的电光开关5通过光纤熔接连接，电光开关5在周期性电压调制下在激光腔体内产生周期性的开和关形成腔内Q值（损耗）的周期性调制产生高功率、短脉冲激光输出；电光开关5的另一端与一个低反射率光纤光栅6的一端通过熔接连接，低反射率光纤光栅6与高反射率光纤光栅3形成光纤激光反射腔体，激光器腔内产生的脉冲信号激光通过低反射率光纤光栅6输出。
参见附图2.第二种全光纤调Q光纤激光器是采用光纤耦合低驱动电压电光开关作为腔内Q值（损耗）调制元件产生调Q高功率 短脉冲激光，采用在信号激光波长处具有高反射率和低反射率的光纤光栅对作为线性腔光纤激光器腔体反射镜和输出耦合器。泵浦激光通过泵浦信号激光合束器被耦合进入到掺稀土增益光纤中；掺稀土增益光纤吸收泵浦激光在信号激光波长产生上能级离子数反转形成激光增益；激光腔内低驱动电压电光调制器开关的周期性开关对腔内激光形成周期性Q（损耗）调制，造成腔内Q值幅度的周期性变化；当电光开关关断时，电光开关内的电光材料在调制电压作用下造成腔内传输激光的偏转形成腔内激光强烈的损耗，使得腔内激光停止震荡，上能级反转粒子数聚集；当电光开关陡然打开时，大量的反转粒子数跃迁形成一个脉冲激光在高反射率光纤光栅和低反射率光纤光栅对与掺稀土增益光纤形成的激光腔体内往返震荡并放大，这个不断放大的短脉冲 高功率 巨能量脉冲激光从低反射率光纤光栅端输出；当这个巨能量脉冲激光将腔内上能级反转粒子数消耗使得腔内反转粒子数形成的激光增益小于腔内损耗使得腔内激光停止震荡；如果这时电光开关关断，形成上能级反转粒子数的重新积累直到电光开关重新打开下一个激光脉冲开始生成，低脉冲驱动电压控制电光开关周期性地开关产生高功率、短脉冲激光序列输出。如图2所示其具体连接关系是：高反射率光纤光栅3的一端与泵浦信号激光合束器2的信号输入端光纤通过光纤熔接连接；一段适当长度的掺稀土增益光纤4的一端与泵浦信号激光合束器2的泵浦信号合束端光纤通过熔接连接，光纤耦合的半导体泵浦激光1通过泵浦信号激光合束器2耦合进掺稀土增益光纤4中；掺稀土增益光纤4吸收泵浦激光后在信号激光波长产生激光增益；掺稀土增益光纤4的另一端与一个光纤耦合低电压驱动的电光开关5通过光纤熔接连接，电光开关5在周期性电压调制下在激光腔内产生周期性的开和关形成腔内Q值（损耗）的周期性调制产生高功率、短脉冲激光输出；电光开关5的另一端与一个低反射率光纤光栅6的一端通过熔接连接，低反射率光纤光栅6与高反射率光纤光栅3形成光纤激光腔体，腔内产生的脉冲信号激光通过低反射率光纤光栅6输出。
参见附图3.第三种全光纤调Q光纤激光器是采用光纤耦合低驱动电压电光开关作为腔内Q值（损耗）调制元件产生调Q高功率 短脉冲激光，采用在信号激光波长处具有高反射率和低反射率的光纤光栅对作为线性腔光纤激光器的腔体反射镜和输出耦合器。泵浦激光被耦合进并通过高反射率的光纤光栅进入到掺稀土增益光纤中；掺稀土增益光纤吸收泵浦激光在信号激光波长处产生上能级离子数反转形成激光增益；激光腔内低驱动电压电光开关的周期性开关对腔内激光形成周期性Q值（损耗）调制，造成腔内Q值幅度的周期性变化；当电光开关关断时，电光开关内的电光材料在调制电压作用下造成腔内传输激光的偏转形成腔内激光强烈的损耗，使得腔内激光停止震荡，上能级反转粒子数聚集；当电光开关陡然打开时，大量的反转粒子数跃迁形成一个脉冲激光在高反射率光纤光栅和低反射率光纤光栅对与掺稀土增益光纤形成的激光腔体内往返震荡并放大，这个不断放大的短脉冲 高功率 巨能量脉冲激光从低反射率光纤光栅端输出；当这个巨能量脉冲激光将腔内上能级反转粒子数消耗使得腔内反转粒子数形成的激光增益小于腔内损耗使得腔内激光停止震荡；如果这时电光开关关断，形成上能级反转粒子数的重新积累直到电光开关重新打开下一个激光脉冲开始生成，低脉冲驱动电压控制电光开关周期性地开关产生高功率、短脉冲激光序列输出。如图1所示其具体连接关系是：高反射率光纤光栅3的一端与光纤耦合的半导体泵浦激光1通过光纤熔接连接，泵浦激光被耦合进高反射率光纤光栅3中；高反射率光纤光栅3的另一端与一段适当长度的掺稀土增益光纤4的一端通过熔接连接，泵浦激光通过高反射率光纤光栅3后进入掺稀土增益光纤4中；掺稀土增益光纤4吸收泵浦激光后在信号激光波长处产生激光增益；掺稀土增益光纤4的另一端与一个光纤耦合低电压驱动的电光开关5通过光纤熔接连接，电光开关5在周期性电压调制下在激光腔内产生周期性的开和关形成腔内Q值（损耗）的周期性调制产生高功率、短脉冲激光输出；电光开关5的另一端与一个低反射率光纤光栅6的一端通过熔接连接，低反射率光纤光栅6与高反射率光纤光栅3形成光纤激光反射腔体，腔内产生的脉冲信号激光通过低反射率光纤光栅6输出。
实施例2：一种高功率、短脉冲输出的全光纤调Q光纤激光器的腔体结构，它由泵浦激光器、泵浦信号光合束器、在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅第一腔体反射镜、掺稀土激光增益光纤、光纤耦合低驱动电压的电光开关和低反射率光纤光栅输出耦合器组成。采用光纤耦合低脉冲电压直接驱动的电光调制器作为线性激光腔体腔体内Q值(损耗)调制元件产生高功率、短脉冲激光输出。具体腔体结构参见图4。
参见附图4，这种全光纤调Q光纤激光器是采用光纤耦合低脉冲电压直接驱动电光开关作为腔内Q值（损耗）调制元件产生调Q高功率 短脉冲激光，采用在信号激光波长处具有高反射率和低反射率的光纤光栅对作为线性腔光纤激光器腔体反射镜和输出耦合器。泵浦激光通过泵浦信号激光合束器被耦合进入到掺稀土增益光纤中；掺稀土增益光纤吸收泵浦激光在信号激光波长处产生上能级离子数反转形成激光增益；激光腔内低驱动电压电光开关的周期性开关对腔内激光形成周期性Q（损耗）调制，造成腔内Q值幅度的周期性变化；当电光开关关断时，电光开关内的电光材料在调制电压作用下造成腔内传输激光的偏转形成腔内激光强烈的损耗，使得腔内激光停止震荡，上能级反转粒子数聚集；当电光开关陡然打开时，大量的反转粒子数跃迁形成一个脉冲激光在高反射率光纤光栅和低反射率光纤光栅对与掺稀土增益光纤形成的激光腔体内往返震荡并放大，这个不断放大的短脉冲、高功率、巨能量脉冲激光从低反射率光纤光栅端输出；当这个巨能量脉冲激光将腔内上能级反转粒子数消耗使得腔内反转粒子数形成的激光增益小于腔内损耗使得腔内激光停止震荡；如果这时电光开关关断，形成上能级反转粒子数的重新积累直到电光开关重新打开下一个激光脉冲开始生成，低脉冲电压直接驱动控制电光开关周期性地开关产生高功率、短脉冲激光序列输出。如图4所示其具体连接关系是：高反射率光纤光栅3的一端与一段适当长度的掺稀土增益光纤4的一端通过熔接连接；掺稀土增益光纤4的另一端与泵浦信号激光合束器2的泵浦信号合束端光纤通过光纤熔接连接；光纤耦合的半导体泵浦激光1通过泵浦信号激光合束器2耦合进掺稀土增益光纤4中；掺稀土增益光纤4吸收泵浦激光后在信号激光波长产生激光增益；泵浦信号激光合束器2的信号输入端光纤与一个光纤耦合低电压驱动的电光开关5通过光纤熔接连接，电光开关5在周期性电压调制下在激光腔内产生周期性的开和关形成腔内Q值（损耗）的周期性调制产生高功率、短脉冲激光输出；电光开关5的另一端与一个低反射率光纤光栅6的一端通过熔接连接，低反射率光纤光栅6与高反射率光纤光栅3形成光纤激光反射腔体，腔内产生的脉冲信号激光通过低反射率光纤光栅6输出。
实施例3.一种高功率、短脉冲输出的全光纤调Q光纤激光器的腔体结构，它由泵浦激光器、泵浦信号光合束器、在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅第一腔体反射镜、掺稀土激光增益光纤、光纤耦合低脉冲电压直接驱动的电光开关和低反射率光纤光栅输出耦合器组成。采用光纤耦合低驱动电压的电光开关作为线性激光腔体腔体内Q值(损耗)调制元件产生高功率、短脉冲激光输出。具体腔体结构参见图5。
参见附图5.这种全光纤调Q光纤激光器是采用光纤耦合低驱动电压电光调制开关作为腔内Q值（损耗）调制元件产生调Q高功率、短脉冲激光，采用在信号激光波长处具有高反射率和低反射率的光纤光栅对作为线性腔光纤激光器腔体反射镜和输出耦合器。泵浦激光通过泵浦信号激光合束器被耦合进入到掺稀土增益光纤中；掺稀土增益光纤吸收泵浦激光在信号激光波长产生上能级离子数反转形成激光增益；激光腔内低驱动电压电光开关的周期性开关对腔内激光形成周期性Q（损耗）调制，造成腔内Q值幅度的周期性变化；当电光开关关断时，电光开关内的电光材料在调制电压作用下造成腔内传输激光的偏转形成腔内激光强烈的损耗，使得腔内激光停止震荡，上能级反转粒子数聚集；当电光开关陡然打开时，大量的反转粒子数跃迁形成一个脉冲激光在高反射率光纤光栅和低反射率光纤光栅对与掺稀土增益光纤形成的激光腔体内往返震荡并放大，这个不断放大的短脉冲、高功率、巨能量脉冲激光从低反射率光纤光栅端输出；当这个巨能量脉冲激光将腔内上能级反转粒子数消耗使得腔内反转粒子数形成的激光增益小于腔内损耗使得腔内激光停止震荡；如果这时电光开关关断，形成上能级反转粒子数的重新积累直到电光开关重新打开下一个激光脉冲开始生成，低调制电压控制电光开关周期性地开关产生高功率、短脉冲激光序列输出。如图5所示其具体连接关系是：在信号激光波长处具有低反射率光纤光栅6的一端与一段适当长度的掺稀土增益光纤4的一端通过熔接连接；掺稀土增益光纤4的另一端与泵浦信号激光合束器2的泵浦信号合束端光纤通过光纤熔接连接；光纤耦合的半导体泵浦激光1通过泵浦信号激光合束器2耦合进掺稀土增益光纤4中；掺稀土增益光纤4吸收泵浦激光后在信号激光波长产生激光增益；泵浦信号激光合束器2的信号输入端光纤与一个光纤耦合低电压驱动的电光开关5通过光纤熔接连接，电光开关5在周期性电压调制下在激光腔内产生周期性的开和关形成腔内Q值（损耗）的周期性调制产生高功率、短脉冲激光输出；电光开关5的另一端与一个在信号激光波长处具有高反射率光纤光栅3的一端通过熔接连接，高反射率光纤光栅3与低反射率光纤光栅6形成光纤激光反射腔体，腔内产生的脉冲信号激光通过低反射率光纤光栅6输出。
实施例4.一种高功率、短脉冲输出的全光纤调Q光纤激光器的腔体结构，它由泵浦激光器、泵浦信号光合束器、在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅第一腔体反射镜、掺稀土激光增益光纤、光纤耦合低驱动电压的电光开关和低反射率光纤光栅输出耦合器组成。采用光纤耦合低驱动电压的电光开关作为线性激光腔体腔体内Q值(损耗)调制元件产生高功率、短脉冲激光输出。具体腔体结构参见图6~图7。
参见附图6.第一种全光纤调Q光纤激光器是采用光纤耦合低驱动电压电光调制开关作为腔内Q值（损耗）调制元件产生调Q高功率、短脉冲激光，采用部分耦合输出率光纤耦合器作为环型腔光纤激光器的输出耦合器。泵浦激光通过泵浦信号激光合束器被耦合进入到掺稀土增益光纤中；掺稀土增益光纤吸收泵浦激光在信号激光波长产生上能级离子数反转形成激光增益；激光腔内低驱动电压电光开关的周期性开关对腔内激光形成周期性Q值（损耗）调制，造成腔内Q值幅度的周期性变化；当电光开关关断时，电光开关内的电光材料在调制电压作用下造成腔内传输激光的偏转形成腔内激光强烈的损耗，使得腔内激光停止震荡，上能级反转粒子数聚集；当电光开关陡然打开时，大量的反转粒子数跃迁形成一个脉冲激光在掺稀土增益光纤、电光开关、部分耦合率光纤耦合器 泵浦信号激光合束器形成的激光腔体内往返震荡并放大，这个不断放大的短脉冲 高功率 巨能量脉冲激光从部分耦合率光纤耦合器输出；当这个巨能量脉冲激光将腔内上能级反转粒子数消耗使得腔内反转粒子数形成的激光增益小于腔内损耗使得腔内激光停止震荡；这时如果电光开关关断，形成上能级反转粒子数的重新积累直到电光开关重新打开下一个激光脉冲开始生成，低调制电压控制电光开关周期性地开关产生高功率、短脉冲激光序列输出。如图6所示其具体连接关系是：泵浦信号激光合束器2的泵浦信号合束端光纤与一段适当长度的掺稀土增益光纤4的一端通过熔接连接，光纤耦合的半导体泵浦激光1通过泵浦信号激光合束器2耦合进入掺稀土增益光纤4中；掺稀土增益光纤4吸收泵浦激光后在信号激光波长产生激光增益；掺稀土增益光纤4的另一端与一个光纤耦合低电压驱动的电光开关5通过光纤熔接连接，电光开关5在周期性电压调制下在激光腔内产生周期性的开和关形成腔内Q值（损耗）的周期性调制产生高功率、短脉冲激光输出；电光开关5的另一端与部分耦合率光纤耦合器7输入端光纤通过熔接连接，部分耦合率光纤耦合器7一个输出端光纤与泵浦信号激光合束器2的信号激光输入端光纤通过光纤熔接连接，形成完整的激光腔体，部分耦合率光纤耦合器7的另一个输出端口是输出光纤激光器产生的脉冲激光。
参见附图7.第二种全光纤调Q光纤激光器是采用光纤耦合低驱动电压电光开关作为腔内Q值（损耗）调制元件产生调Q高功率 短脉冲激光，采用部分耦合输出率光纤耦合器作为环型腔光纤激光器的输出耦合器。泵浦激光通过泵浦信号激光合束器被耦合进入到掺稀土增益光纤中；掺稀土增益光纤吸收泵浦激光在信号激光波长产生上能级离子数反转形成激光增益；激光腔内低驱动电压电光开关的周期性开关对腔内激光形成周期性Q值（损耗）调制，造成腔内Q值幅度的周期性变化；当电光开关关断时，电光开关内的电光材料在调制电压作用下造成腔内传输激光的偏转形成腔内激光强烈的损耗，使得腔内激光停止震荡，上能级反转粒子数聚集；当电光开关陡然打开时，大量的反转粒子数跃迁形成一个脉冲激光在掺稀土增益光纤、电光开关、部分耦合率光纤耦合器，泵浦信号激光合束器形成的激光腔体内往返震荡并放大，这个不断放大的短脉冲 高功率 巨能量脉冲激光从部分耦合率光纤耦合器输出；当这个巨能量脉冲激光将腔内上能级反转粒子数消耗使得腔内反转粒子数形成的激光增益小于腔内损耗使得腔内激光停止震荡；这时如果电光开关关断，形成上能级反转粒子数的重新积累直到电光开关重新打开下一个激光脉冲开始生成，低调制电压控制电光开关周期性地开关产生高功率、短脉冲序列输出。如图7所示其具体连接关系是：一个光纤耦合低电压驱动的电光开关5的输出光纤端与一个泵浦信号激光合束器2的信号就激光输入端光纤通过熔接连接；泵浦信号激光合束器2的泵浦信号合束端光纤与一段适当长度的掺稀土增益光纤4的一端通过熔接连接，光纤耦合的半导体泵浦激光1通过泵浦信号激光合束器2耦合进入掺稀土增益光纤4中；掺稀土增益光纤4吸收泵浦激光后在信号激光波长处产生激光增益；掺稀土增益光纤4的另一端与一个光纤耦部分耦合率光纤耦合器7输入端光纤通过熔接连接，部分耦合率光纤耦合器7一个输出端光纤与低电压驱动的电光开关5的另一端光纤通过光纤熔接连接，形成完整的激光腔体，电光开关5在周期性电压调制下在激光腔内产生周期性的开和关形成腔内Q值（损耗）的周期性调制产生高功率、短脉冲激光输出；部分耦合率光纤耦合器7的另一个输出端口是输出光纤激光器产生的脉冲激光。
实施例5.一种高功率、短脉冲输出的全光纤调Q光纤激光器的腔体结构，它由泵浦激光器、泵浦信号光合束器、在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅第一腔体反射镜、掺稀土激光增益光纤、光纤耦合低驱动电压的电光开关和低反射率光纤光栅输出耦合器组成。采用光纤耦合低驱动电压的电光开关作为线性激光腔体腔体内Q值(损耗)调制元件产生高功率、短脉冲激光输出。具体腔体结构参见图8。
参见附图8.第一种全光纤调Q光纤激光器是采用光纤耦合低驱动电压电光开关作为腔内Q值（损耗）调制元件产生调Q高功率 短脉冲激光，采用部分耦合输出率光纤耦合器作为环型腔光纤激光器的输出耦合器。泵浦激光通过泵浦信号激光合束器被耦合进入到掺稀土增益光纤中；掺稀土增益光纤吸收泵浦激光在信号激光波长处产生上能级离子数反转形成激光增益；激光腔内低驱动电压电光开关的周期性开关对腔内激光形成周期性Q（损耗）调制，造成腔内Q值幅度的周期性变化；当电光开关关断时，电光开关内的电光材料在调制电压作用下造成腔内传输激光的偏转形成腔内激光强烈的损耗，使得腔内激光停止震荡，上能级反转粒子数聚集；当电光开关陡然打开时，大量的反转粒子数跃迁形成一个脉冲激光在掺稀土增益光纤 泵浦信号激光合束器、低脉冲电压直接驱动电光开关、部分耦合输出率光纤耦合器形成的环形激光腔体内往返震荡并放大，这个不断放大的短脉冲、高功率、巨能量脉冲激光从部分耦合输出率光纤耦合器输出；当这个巨能量脉冲激光将腔内上能级反转粒子数消耗使得腔内反转粒子数形成的激光增益小于腔内损耗使得腔内激光停止震荡；如果这时电光开关关断，形成上能级反转粒子数的重新积累直到电光开关重新打开下一个激光脉冲开始生成，低脉冲电压直接驱动控制电光开关周期性地开关产生高功率、短脉冲序列输出。如图8所示其具体连接关系是：一段适当长度的掺稀土增益光纤4的一端与泵浦信号激光合束器2的泵浦信号合束端光纤通过光纤熔接连接；光纤耦合的半导体泵浦激光1通过泵浦信号激光合束器2耦合进掺稀土增益光纤4中；掺稀土增益光纤4吸收泵浦激光后在信号激光波长处产生激光增益；泵浦信号激光合束器2的信号输入端光纤与一个光纤耦合低电压驱动的电光开关5通过光纤熔接连接，电光开关5在周期性电压调制下在激光腔内产生周期性的开和关形成腔内Q值（损耗）的周期性调制产生高功率、短脉冲激光输出；电光开关5的另一端光纤与一个部分耦合输出率光纤耦合器7的输入端光纤通过熔接连接，部分耦合输出率光纤耦合器7的一端输出光纤与掺稀土增益光纤4的另一端通过熔接连接，形成完整的环形光纤激光腔体，部分耦合输出率光纤耦合器7的另一端输出光纤输出腔内产生的脉冲信号激光。
第二种全光纤调Q光纤激光器是采用光纤耦合低驱动电压电光开关作为腔内Q值（损耗）调制元件产生调Q高功率 短脉冲激光，采用部分耦合输出率光纤耦合器作为环型腔光纤激光器的输出耦合器。泵浦激光通过泵浦信号激光合束器被耦合进入到掺稀土增益光纤中；掺稀土增益光纤吸收泵浦激光在信号激光波长处产生上能级离子数反转形成激光增益；激光腔内低驱动电压电光开关的周期性开关对腔内激光形成周期性Q（损耗）调制，造成腔内Q值幅度的周期性变化；当电光开关关断时，电光开关内的电光材料在调制电压作用下造成腔内传输激光的偏转形成腔内激光强烈的损耗，使得腔内激光停止震荡，上能级反转粒子数聚集；当电光开关陡然打开时，大量的反转粒子数跃迁形成一个脉冲激光在掺稀土增益光纤、泵浦信号激光合束器、电压电光调制器开关、部分耦合输出率光纤耦合器形成的环形激光腔体内往返震荡并放大，这个不断放大的短脉冲、高功率、巨能量脉冲激光从部分耦合输出率光纤耦合器输出；当这个巨能量脉冲激光将腔内上能级反转粒子数消耗使得腔内反转粒子数形成的激光增益小于腔内损耗使得腔内激光停止震荡；如果这时电光开关关断，形成上能级反转粒子数的重新积累直到电光开关重新打开下一个激光脉冲开始生成，低调制电压控制电光开关周期性地开关产生高功率、短脉冲序列输出。其具体连接关系是：一个光纤耦合低电压驱动的电光开关5与一段适当长度的掺稀土增益光纤4的一端通过熔接连接；掺稀土增益光纤4的另一端与泵浦信号激光合束器2的泵浦信号合束端光纤通过光纤熔接连接；光纤耦合的半导体泵浦激光1通过泵浦信号激光合束器2耦合进掺稀土增益光纤4中；掺稀土增益光纤4吸收泵浦激光后在信号激光波长处产生激光增益；泵浦信号激光合束器2的信号输入端光纤与一个部分耦合输出率光纤耦合器7的输入端光纤通过熔接连接，部分耦合输出率光纤耦合器7的一个输出端光纤与光纤耦合低电压驱动的电光开关5的输入端光纤通过光纤熔接连接，部分耦合输出率光纤耦合器7的另一输出端光纤输出腔内产生的脉冲信号激光；电光开关5在周期性电压调制下在激光腔内产生周期性的开和关形成腔内Q值（损耗）的周期性调制产生高功率、短脉冲激光输出；电光开关5的输出端光纤与掺稀土增益光纤4的另一端通过熔接连接，形成完整的环形光纤激光腔体。
本专利文件提供采用光纤耦合低脉冲电压直接驱动电光开关作为激光腔体内Q值（损耗）调制元件，采用全光纤耦合的泵浦半导体激光和泵浦信号激光合束器，采用掺稀土光纤作为腔内信号波长激光的增益介质，采用光纤光栅或光纤耦合器作为腔体反射镜和输出耦合器，产生高稳定、高可靠、高效率、高功率、具有纳秒量级脉冲宽度的短脉冲全光纤激光输出的腔体设计结构。
Claims (7)
1.一种全光纤调Q光纤激光器，包括泵浦激光光源、泵浦激光信号激光合束器、光纤光栅第一腔体反射镜、光纤激光增益介质和输出光纤光栅第二腔体反射镜，所述光纤光栅第一腔体反射镜、光纤激光增益介质和输出光纤光栅第二腔体反射镜构成全光纤激光腔，产生重复率为1Hz 到1MHz的脉冲激光，其特征在于：在所述全光纤激光腔内设有调Q开关，所述调Q开关为采用5到200伏脉冲电压直接驱动光纤耦合的电光开关。
2.根据权利要求1所述的全光纤调Q光纤激光器，其特征在于：所述光纤光栅第一腔体反射镜为在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅第一腔体反射镜，所述输出光纤光栅第二腔体反射镜为在信号激光波长处具有低反射率的输出光纤光栅第二腔体反射镜；所述光纤激光增益介质为保偏或非保偏的单模或多模或多覆层泵浦的掺稀土光纤。
3.根据权利要求1所述的全光纤调Q光纤激光器，其特征在于：所述全光纤激光腔的腔体结构包括：
一段掺稀土增益光纤[4]的一端与一个光纤耦合低脉冲电压直接驱动的电光开关[5]的输入端光纤通过熔接连接，掺稀土增益光纤的另一端与光纤激光器的第一反射腔体连接；掺稀土增益光纤[4]吸收通过光纤激光器第一反射腔体的泵浦激光产生信号激光波长的激光增益；
光纤耦合低电压驱动的电光开关[5]的输出端光纤与一个低反射率光纤光栅[6]的一端通过光纤熔接连接，电光开关[5]作为光纤激光器腔内损耗调制器件产生短脉冲高功率激光脉冲；
低反射率光纤光栅[6]作为光纤激光器的第二反射腔体反射镜和输出耦合器；
所述的第一腔体反射镜为以下结构的一种:
1).一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源[1]与泵浦信号激光合束器[2]的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，作为输入泵浦光，为光纤激光器提供泵浦激光；
一个在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅[3]与泵浦信号激光合束器[2]的泵浦信号合束端通过熔接连接，泵浦激光通过高反射率光纤光栅[3]后被掺稀土增益光纤[4]吸收产生信号波长激光增益，高反射率光纤光栅[3]作为光纤激光器的第一腔体反射镜；
2).一个在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅[3]的一端与泵浦信号激光合束器[2]的信号输入端通过光纤熔接连接，高反射率光纤光栅[3]作为光纤激光器的第一腔体反射镜；
一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源[1]与泵浦信号激光合束器[2]的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，为光纤激光器提供泵浦激光，作为输入泵浦光；
泵浦信号激光合束器[2]的合束输出端与掺稀土增益光纤[4]通过光纤熔接连接，泵浦激光进入掺稀土增益光纤[4]后被掺稀土增益光纤[4]吸收产生信号波长激光增益；
3).一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源[1]与一个在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅[3]的一端光纤通过光纤熔接连接，泵浦激光通过与高反射率的光纤光栅[3]为光纤激光器提供泵浦激光，作为输入泵浦光；
泵浦激光通过在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅[3]后被掺稀土增益光纤[4]吸收产生信号波长激光增益，高反射率光纤光栅[3]作为光纤激光器的第一腔体反射镜。
4.根据权利要求1所述的全光纤调Q光纤激光器，其特征在于：所述全光纤激光腔的腔体结构包括：
一段掺稀土增益光纤[4]的一端与一个泵浦信号激光合束器[2]的泵浦信号激光合束输出端通过光纤熔接连接，泵浦激光通过泵浦信号激光合束器[2]后进入掺稀土增益光纤[4]后被掺稀土增益光纤[4]吸收产生信号波长激光增益；
一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源[1]与泵浦信号激光合束器[2]的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，作为输入泵浦光，为光纤激光器提供泵浦激光；
一个光纤耦合低电压驱动的电光开关[5]的输入端光纤与泵浦信号激光合束器[2]的信号激光输入端光纤通过熔接连接，电光开关[5]作为光纤激光器腔内损耗调制器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
电光开关[5]的输出端光纤与一个低反射率光纤光栅[6]的一端通过光纤熔接连接，低反射率光纤光栅[6]作为光纤激光器的第二反射腔镜和输出耦合器；
掺稀土增益光纤[4]的另一端与一个在信号激光波长处具有高反射率的光纤光栅[3]的一端通过光纤熔接连接，高反射率的光纤光栅[3]作为光纤激光器的第一腔体反射镜。
5.根据权利要求1所述的全光纤调Q光纤激光器，其特征在于：所述全光纤激光腔的腔体结构包括：
一段掺稀土增益光纤[4]的一端与一个泵浦信号激光合束器[2]的泵浦信号激光合束输出端通过光纤熔接连接，泵浦激光通过泵浦信号激光合束器[2]后进入掺稀土增益光纤[4]后被掺稀土增益光纤[4]吸收产生信号波长激光增益；
一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源[1]与泵浦信号激光合束器[2]的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，作为输入泵浦光，为光纤激光器提供泵浦激光；
一个光纤耦合低电压驱动的电光开关[5]的输出端光纤与泵浦信号激光合束器[2]的信号激光输入端光纤通过熔接连接，电光开关[5]作为光纤激光器腔内损耗调制器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
电光开关[5]的输入端光纤与一个在信号激光波长处具有高反射率光纤光栅[3]的一端通过光纤熔接连接，高反射率光纤光栅[3]作为光纤激光器的第一腔体反射镜；
掺稀土增益光纤[4]的另一端与一个低反射率的光纤光栅[6]的一端通过光纤熔接连接，低反射率的光纤光栅[6]作为光纤激光器的第二腔体反射镜和输出耦合器。
6.根据权利要求1所述的全光纤调Q光纤激光器，其特征在于：所述全光纤激光腔的腔体结构包括：
一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源[1]与泵浦信号激光合束器[2]的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，为光纤激光器提供泵浦激光，作为输入泵浦光；
一段掺稀土增益光纤[4]的一端与泵浦信号激光合束器[2]的泵浦信号激光合束输出端通过光纤熔接连接，泵浦激光通过泵浦信号激光合束器[2]后进入掺稀土增益光纤[4]后被掺稀土增益光纤[4]吸收产生信号波长激光增益；
掺稀土增益光纤[4]的另一端与一个光纤耦合输出器构成一个完整的光纤激光环形腔并输出脉冲激光；
所述的输出耦合器为下面所述的一种：
1).一个光纤耦合低电压驱动的电光开关[5]的输入端光纤与掺稀土增益光纤[4]的另一端通过光纤熔接连接，电光开关[5]作为光纤激光器腔内损耗调制器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
光纤耦合低电压驱动的电光开关[5]的输出端光纤与一个部分耦合输出率光纤耦合器[7]输入端光纤通过熔接连接，部分耦合输出率光纤耦合器[7]的一个输出端口光纤作为光纤激光器的输出端口，输出光纤激光器腔内产生的短脉冲激光；部分耦合输出率光纤耦合器[7]的另一个输出端口光纤与泵浦信号激光合束器[2]的信号激光输入端通过光纤熔接连，构成一个完整的环形腔光纤激光器；
2).一个部分耦合输出率光纤耦合器[7]的输入端光纤与掺稀土增益光纤[4]的另一端通过熔接连接，部分耦合输出率光纤耦合器[7]的一个输出端口光纤作为光纤激光器的输出端口，输出光纤激光器腔内产生的短脉冲激光；部分耦合输出率光纤耦合器[7]的另一个输出端口光纤与一个光纤耦合低电压驱动的电光开关[5]的输入端光纤通过光纤熔接连；电光开关[5]作为光纤激光器腔内损耗调制器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
电光开关[5]的输出端光纤与泵浦信号激光合束器[2]的信号激光输入端通过光纤熔接连，构成一个完整的环形腔光纤激光器。
7.根据权利要求1所述的全光纤调Q光纤激光器，其特征在于：所述全光纤激光腔的腔体结构包括：
一段掺稀土增益光纤[4]的一端与泵浦信号激光合束器[2]的泵浦信号激光合束输出端通过光纤熔接连接，泵浦激光通过泵浦信号激光合束器[2]后再进入掺稀土增益光纤[4]被掺稀土增益光纤[4]吸收产生信号波长激光增益；
一个光纤耦合的半导体激光泵浦光源[1]与泵浦信号激光合束器[2]的泵浦激光输入端光纤通过熔接连接，为光纤激光器提供泵浦激光，作为输入泵浦光，为光纤激光器提供泵浦激光；
泵浦信号激光合束器[2]的信号激光输入端光纤与一个光纤输出耦合器构成一个完整的光纤激光环形腔并输出脉冲激光；
所述的输出耦合器为下面所述的一种:
1).一个光纤耦合低电压驱动的电光开关[5]与泵浦信号激光合束器[2]的泵浦激光输入端光纤通过光纤熔接连接，电光开关[5]作为光纤激光器腔内损耗调制器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
光纤耦合低电压驱动的电光开关[5]的输出端光纤与一个部分耦合输出率光纤耦合器[7]输入端光纤通过熔接连接，部分耦合输出率光纤耦合器[7]的一个输出端口光纤作为光纤激光器的输出端口，输出光纤激光器腔内产生的短脉冲激光；部分耦合输出率光纤耦合器[7]的另一个输出端口光纤与掺稀土增益光纤[4]的另一端光纤通过光纤熔接连，构成一个完整的环形腔光纤激光器；
2).一个部分耦合输出率光纤耦合器[7]的输入端光纤与泵浦信号激光合束器[2]的信号激光输入端光纤通过光纤熔接连接，部分耦合输出率光纤耦合器[7]的一个输出端口光纤作为光纤激光器的输出端口，输出光纤激光器腔内产生的短脉冲激光；部分耦合输出率光纤耦合器[7]的另一个输出端口光纤与一个光纤耦合低电压驱动的电光开关[5]的输入端光纤通过光纤熔接连；电光开关[5]作为光纤激光器腔内损耗调制器件产生短脉冲 高功率激光脉冲；
电光开关[5]的输出端光纤与掺稀土增益光纤[4]的另一端通过光纤熔接连，构成一个完整的环形腔光纤激光器。
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|---|---|---|---|
| CN2011201339255U CN202103307U (zh) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | 一种全光纤调q光纤激光器 |
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| CN2011201339255U CN202103307U (zh) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | 一种全光纤调q光纤激光器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102856782A (zh) * | 2012-09-07 | 2013-01-02 | 山东海富光子科技股份有限公司 | 一种975纳米全光纤激光器 |
| CN103050873A (zh) * | 2012-12-29 | 2013-04-17 | 山东海富光子科技股份有限公司 | 高功率脉冲型掺镱全光纤激光器系统 |
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| CN111106513A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-05-05 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种窄纳秒主动调q光纤激光器 |
| CN115513764A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-23 | 香港理工大学深圳研究院 | 全光调q开关、全光调q激光器及其脉冲激光输出方法 |
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2011
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