CN214957791U - 一种双端泵浦的光纤激光放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种双端泵浦的光纤激光放大器，包括光纤在线隔离器I、光纤环形器的入口连接、双端放大装置和光纤光栅，双端放大装置的两端连接有泵浦装置。使用本方案设计的光路因为使用光纤环形器和光纤光栅作为匹配使用，实现信号光路在增益光纤圈腔内两次通过，即正向通过的信号到达光纤光栅后折反再次通过增益光纤圈，并沿着光纤环形器的第二出口输出，这样可以大幅提高信号光在增益光纤圈内对泵浦功率的提取效率，从而得到更大的信号放大。同时将激光泵浦源分两路连接在增益光纤圈的前后端，使增益光纤圈前后端光纤都能均匀吸收泵浦激光能量，从而提升泵浦激光能量的吸收效率，提升激光放大器的输出能量，也更加稳定。

Description

一种双端泵浦的光纤激光放大器

技术领域

本实用新型涉及激光放大器领域，特别涉及一种双端泵浦的光纤激光放大器。

背景技术

高功率大能量激光器在工业、科研、国防、医疗等领域有着广泛应用，为了获得高的激光能量或功率，同时保持激光的光束质量，通常采用激光放大的方法。激光放大器就是一种利用光的受激辐射进行光的能量放大的器件。

现有技术一般使用单方向泵浦激光进入有源增益光纤，增益光纤容易出现单向性有源增益光纤吸收饱和，即前端有源增益光纤已经吸收饱和了，但后段的有源增益光纤却还未吸收完全，同时单方向的过早吸收饱和容易在光路工作过程中出现不稳定的自激及拉曼问题的产生。

实用新型内容

本实用新型提出了一种双端泵浦的光纤激光放大器，解决了现有激光放大器一般使用单方向泵浦激光进入有源增益光纤，容易出现有源增益光纤一端吸收饱和，另一端却还未吸收完全，使用效率低的缺陷，以及单方向的过早吸收饱和容易在光路工作过程中出现不稳定的自激及拉曼问题的产生的缺陷。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种双端泵浦的光纤激光放大器，包括光纤在线隔离器I，光纤在线隔离器I通过光路与光纤环形器的入口连接，光纤环形器的第一出口通过光路依次连接有双端放大装置和光纤光栅，双端放大装置的两端通过光路连接有泵浦装置，光纤环形器的第二出口通过光路依次连接有光纤在线隔离器II和准直输出头，光纤光栅用于使激光沿原光路反射回去，从光纤光栅反射回来的激光依次通过双端放大装置、光纤环形器和光纤在线隔离器II后，从准直输出头射出；双端放大装置包括依次通过光路连接的前光纤波峰复用器、增益光纤圈和后光纤波峰复用器；泵浦装置包括依次通过光路连接的激光泵浦源、泵浦保护器和光纤分束器，光纤分束器通过光路分别与前光纤波峰复用器和后光纤波峰复用器连接。

进一步，所述光纤光栅的输出末端涂敷高折射率光胶或者盘小圈。

进一步，所述光纤光栅为HR布拉格光纤光栅。

进一步，所述准直输出头为光纤-空间准直输出头。

进一步，所述双端放大装置为二级、三级、四级或五级通过光路串接，所述泵浦装置数量与所述双端放大装置数量相同。

本实用新型的有益效果：

1、使用本方案设计的光路将激光泵浦源分两路连接在增益光纤圈的前后端，使增益光纤圈前后端光纤都能均匀吸收泵浦激光能量，从而提升泵浦激光能量的吸收效率，提升激光放大器的输出能量，同时使放大输出的激光能量更加稳定。

2、用本方案设计的光路因为使用光纤环形器和光纤光栅作为匹配使用，实现信号光路在增益光纤圈腔内两次通过，即正向通过的信号到达光纤光栅后折反再次通过增益光纤圈，并沿着光纤环形器的第二出口输出，这样可以大幅提高信号光在增益光纤圈内对泵浦功率的提取效率，从而得到更大的信号放大，也更稳定，并且能减少自激和拉曼等不良现象的产生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，一种双端泵浦的光纤激光放大器，包括光纤在线隔离器I2，光纤在线隔离器I2通过光路与光纤环形器3的入口连接，光纤环形器3的第一出口通过光路依次连接有双端放大装置和光纤光栅10，双端放大装置的两端通过光路连接有泵浦装置，光纤环形器3的第二出口通过光路依次连接有光纤在线隔离器II12和准直输出头13，光纤光栅10用于使激光沿原光路反射回去，从光纤光栅10反射回来的激光依次通过双端放大装置、光纤环形器3和光纤在线隔离器II12后，从准直输出头13射出；双端放大装置包括依次通过光路连接的前光纤波峰复用器7、增益光纤圈8和后光纤波峰复用器9；泵浦装置包括依次通过光路连接的激光泵浦源4、泵浦保护器5和光纤分束器6，光纤分束器6通过光路分别与前光纤波峰复用器7和后光纤波峰复用器9连接。

作为进一步的实施方案，所述光纤光栅10的输出末端涂敷高折射率光胶或者盘小圈11。

作为进一步的实施方案，所述光纤光栅10为HR布拉格光纤光栅。所述准直输出头13为光纤-空间准直输出头。

作为进一步的实施方案，所述双端放大装置为二级、三级、四级或五级通过光路串接，所述泵浦装置数量与所述双端放大装置数量相同。

其中，光纤环形器是一种三端口光纤器件，光路按照1-2、2-3端口工作的光纤器件。

其中，光纤在线隔离器是一种光路正向传输，反向隔离的光纤器件。

其中，光纤分束器是一种三端口的光纤器件，一进两出将，将激光泵浦源按比例分成两路激光，可使用50％：50％比例和30％：70％比便的光纤分束器。

其中，光纤波峰复用器是一种实现多波长合束传输的光纤器件。

其中，光纤光栅是整片对特定波长在光纤腔内实现光路反射的光纤器件。

本实用新型使用时，激光种子源1发射激光通过光纤在线隔离器I2后进入光纤环形器3，然后从光纤环形器3的第一出口依次经过前光纤波峰复用器7、增益光纤圈8、后光纤波峰复用器9和光纤光栅10，同时激光泵浦源4提供的激光源通过泵浦保护器5和光纤分束器6后，分成为两路，经过前光纤波峰复用器7和后光纤波峰复用器9后进入增益光纤圈8两端，对增益光纤圈8进行增益，

使用本方案设计的光路将激光泵浦源4分两路连接在增益光纤圈8的前后端，使增益光纤圈8前后端光纤都能均匀吸收泵浦激光能量，从而提升泵浦激光能量的吸收效率，提升激光放大器的输出能量，同时使放大输出的激光能量更加稳定。用本方案设计的光路因为使用光纤环形器3和光纤光栅10作为匹配使用，实现信号光路在增益光纤圈8腔内两次通过，即正向通过的信号到达光纤光栅10后折反再次通过增益光纤圈8，并沿着光纤环形器3的第二出口输出，这样可以大幅提高信号光在增益光纤圈8内对泵浦功率的提取效率，从而得到更大的信号放大，也更稳定，并且能减少自激和拉曼等不良现象的产生。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双端泵浦的光纤激光放大器，其特征在于：

包括光纤在线隔离器I，光纤在线隔离器I通过光路与光纤环形器的入口连接，光纤环形器的第一出口通过光路依次连接有双端放大装置和光纤光栅，双端放大装置的两端通过光路连接有泵浦装置，光纤环形器的第二出口通过光路依次连接有光纤在线隔离器II和准直输出头，光纤光栅用于使激光沿原光路反射回去，从光纤光栅反射回来的激光依次通过双端放大装置、光纤环形器和光纤在线隔离器II后，从准直输出头射出；

双端放大装置包括依次通过光路连接的前光纤波峰复用器、增益光纤圈和后光纤波峰复用器；

泵浦装置包括依次通过光路连接的激光泵浦源、泵浦保护器和光纤分束器，光纤分束器通过光路分别与前光纤波峰复用器和后光纤波峰复用器连接。

2.如权利要求1所述的一种双端泵浦的光纤激光放大器，其特征在于：所述光纤光栅的输出末端涂敷高折射率光胶或者盘小圈。

3.如权利要求2所述的一种双端泵浦的光纤激光放大器，其特征在于：所述光纤光栅为HR布拉格光纤光栅。

4.如权利要求1所述的一种双端泵浦的光纤激光放大器，其特征在于：所述准直输出头为光纤-空间准直输出头。

5.如权利要求1所述的一种双端泵浦的光纤激光放大器，其特征在于：所述双端放大装置为二级、三级、四级或五级通过光路串接，所述泵浦装置数量与所述双端放大装置数量相同。

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