CN212648727U - 利用菲涅尔反射原理的光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
一种利用菲涅尔反射原理的光纤激光器，泵浦源的抽运光经泵浦合束器、高反光栅进入增益光纤，在该增益光纤的输出端为带有0°端面的传能光纤，其特征是在现有光纤激光器的传能光纤输出端上熔接一段石英玻璃端帽，该端帽输出端同样是0°角。本实用新型可解决随着功率的升高光‑光转换效率下降的问题，同时提升了输出光束质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤激光器，特别是一种利用菲涅尔反射原理的光纤激光器。
背景技术
光纤激光器具有绝对理想的光束质量、超高的转换效率、完全免维护、高稳定性以及体积小等优点，目前已成为激光技术发展的主流方向和激光应用的主力军，在激光打标、激光切割、医疗设备、激光光纤通讯等方面均有应用。
光纤激光器由工作物质、泵浦源和谐振腔三部分组成，增益光纤为产生光子的增益介质；抽运光的作用是作为外部能量使增益介质达到粒子数反转，也就是泵浦源；光学谐振腔由两个反射镜组成，作用是使光子得到反馈并在工作介质中得到放大，在光纤激光器中，构成反射镜的谐振腔一般由一对光纤光栅组成(一只高反光栅，一只低反光栅，中心波长匹配)。泵浦源的抽运光进入增益光纤后被吸收，进而使增益介质中能级粒子数发生反转，当谐振腔内的增益高于损耗时，在二只光纤光栅之间便会形成激光振荡，产生激光信号输出。在实际运用中，低反光栅可以利用光纤端面的菲涅尔反射原理来代替，即谐振腔由高反光栅和带有0°端面的尾纤组成，现有光纤激光器的结构如图1所示，泵浦源的抽运光经泵浦合束器及高反光栅进入增益光纤，在该增益光纤的输出端为带有0°端面的传能光纤。这样的方式既简化了结构，又降低了成本，但由于端面反射和低反光栅不完全相同，导致随着功率的升高，会出现系统光-光转换效率下降，光束质量变差的情况，这也大大限制了这种方案的使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于为了克服上述现有技术的不足，提供一种利用菲涅尔反射原理的光纤激光器，该光纤激光器可解决随着功率的升高光-光转换效率下降的问题，同时提升输出光束质量。
本实用新型的技术方案如下：
一种利用菲涅尔反射原理的光纤激光器，泵浦源的抽运光依次经泵浦合束器、高反光栅进入增益光纤，在该增益光纤的输出端为带有0°端面的传能光纤，其特点是在所述的传能光纤的输出端上熔接一段石英玻璃端帽，该端帽输出端是0°角。
在所述的增益光纤与传能光纤之间还设有反向泵浦合束器。
所述的石英玻璃端帽的长度为0.5～2mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是通过控制端帽的长度和角度，使较大发散角的高阶模光在端面反射后传输到包层中，同时保证较小发散角的基模光在端面反射后返回到纤芯中，从而使高阶模式无法起振，加之高反光栅对于基膜能够形成更有效的反射，从而改善了系统的光-光效率及光束质量。
附图说明
图1为现有光纤激光器的结构示意图；
图2为本实用新型利用菲涅尔反射原理的光纤激光器的结构示意图；
图3为本实用新型利用菲涅尔反射原理的光纤激光器的石英玻璃端帽反射的示意图，图中，实线表示基模光路径，虚线代表高阶模光路径；
图4是不同结构的光纤激光器实验的对比图结果图，其中，(a)光-光转换效率对比，(b)为输出功率对比；
图5是不同结构的光纤激光器实验的输出光束质量对比的结果图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。
先请参阅图2，本实用新型利用菲涅尔反射原理的光纤激光器，是在现有光纤激光器(见图1)泵浦源的抽运光依次经泵浦合束器1、高反光栅3进入增益光纤5，在该增益光纤的输出端在为带有0°端面的传能光纤2的基础上的改进，是在所述的传能光纤输出端上熔接一段石英玻璃端帽4，该端帽输出端同样是0°角。
本实用新型的技术原理如图3所示：光纤纤芯21输出的激光能量分布中，基模的发散角较小，高阶模式的发散角大，通过控制端帽的长度使较大发散角的高阶模光在石英玻璃端帽4端面反射后传输到包层22中，同时保证较小发散角的基模光在石英玻璃端帽4端面反射后返回到光纤纤芯21中，从而使高阶模式无法起振，加之高反光栅对于基膜能够形成更有效的反射，从而改善了系统的光-光效率及光束质量。
实验结果如图4、图5所示，分别给出输出功率对比，光-光转换效率对比和输出光束质量对比结果。由图可见，本实用新型光纤激光器可解决随着功率的升高光-光转换效率下降的问题，同时提升输出光束质量。
Claims (3)
1.一种利用菲涅尔反射原理的光纤激光器，泵浦源的抽运光依次经泵浦合束器、高反光栅进入增益光纤，在该增益光纤的输出端为带有0°端面的传能光纤，其特征是在所述的传能光纤的输出端上熔接一段石英玻璃端帽，该端帽输出端是0°角。
2.根据权利要求1所述的利用菲涅尔反射原理的光纤激光器，其特征是在所述的增益光纤与传能光纤之间还设有反向泵浦合束器。
3.根据权利要求1所述的利用菲涅尔反射原理的光纤激光器，其特征是所述的石英玻璃端帽的长度为0.5～2mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021416971.1U CN212648727U (zh) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | 利用菲涅尔反射原理的光纤激光器 |
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| CN202021416971.1U CN212648727U (zh) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | 利用菲涅尔反射原理的光纤激光器 |
Publications (1)
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| CN212648727U true CN212648727U (zh) | 2021-03-02 |
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Family Applications (1)
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| CN202021416971.1U Active CN212648727U (zh) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | 利用菲涅尔反射原理的光纤激光器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN212648727U (zh) |
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2020
- 2020-07-17 CN CN202021416971.1U patent/CN212648727U/zh active Active
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