CN215955686U - 实现双级放大的光纤激光器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种实现双级放大的光纤激光器装置，包括种子光源，发射信号光；第一铒镱共掺光纤，与所述的第一隔离器相连接，进行第一级放大；第一合束器，与所述的第一铒镱共掺光纤相连接，将泵浦光与信号光进行合束；滤波器，与所述的第二隔离器相连接；第二铒镱共掺光纤，与所述的滤波器相连接；第一多模泵浦激光器，分别与所述的第一合束器和第二合束器相连接；第二多模泵浦激光器，与所述的第二合束器相连接。采用了本实用新型的实现双级放大的光纤激光器装置，通过采用EYDCF的双级放大设计方案即可实现在获取高峰值功率的同时保证高OSNR输出，具有高峰值功率输出和高信噪比及光束质量，以及高光光转化效率，本装置具有低成本、驱动简单且高可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤激光器领域，尤其涉及高峰值功率激光器领域，具体是指一种实现双级放大的光纤激光器装置。
背景技术
随着工业的发展，激光器在人类发展中发挥着越来越重要的作用，MOPA激光器因具备峰值功率高，脉冲宽度可调，亮度高，结构紧凑等优点而被广泛应用。
MOPA光纤激光器通常的实现方式为半导体激光器提供种子光输出后经多级放大实现激光输出。但半导体种子光源的输出功率极低，导致必须采用掺铒光纤放大器作为一级放大后再进行多级放大。该方法可获得高峰值功率输出，但掺铒光纤放大器存在电光效率低、价格高、驱动电路复杂等缺点。故一款无需采用掺铒光纤放大器即可实现高功率及高信噪比输出显得极其重要。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足成本低、可靠性高、驱动简单的实现双级放大的光纤激光器装置。
为了实现上述目的，本实用新型的实现双级放大的光纤激光器装置具有如下构成：
该实现双级放大的光纤激光器装置，其主要特点是，所述的装置包括：
种子光源，发射信号光；
第一铒镱共掺光纤，与所述的第一隔离器相连接，进行第一级放大；
第一合束器，与所述的第一铒镱共掺光纤相连接，将泵浦光与信号光进行合束；
滤波器，与所述的第二隔离器相连接，对信号光进行滤波；
第二铒镱共掺光纤，与所述的滤波器相连接，进行第二级放大；
第二合束器，与所述的第二铒镱共掺光纤相连接；
第一多模泵浦激光器，分别与所述的第一合束器和第二合束器相连接，发射泵浦光；
第二多模泵浦激光器，与所述的第二合束器相连接，发射泵浦光。
较佳地，所述的装置还包括第一隔离器，两端分别与所述的种子光源和第一铒镱共掺光纤相连接，防止后向ASE进入种子光源。
较佳地，所述的装置还包括第二隔离器，两端分别与所述的第一合束器和滤波器相连接，防止第二级放大器产生的后向ASE光射入第一级激光放大器。
较佳地，所述的装置还包括第三隔离器，与所述的第二合束器相连接，并与激光器的输出端相连接，防止后向回光进入激光器。
较佳地，所述的装置还包括分路器，与所述的第一多模泵浦激光器相连接，将泵浦光分为两路，分别输入第一合束器和第二合束器。
采用了本实用新型的实现双级放大的光纤激光器装置，通过采用EYDCF的双级放大设计方案即可实现在获取高峰值功率的同时保证高OSNR输出，本装置具有高峰值功率输出，输出峰值功率可达10kw，具有高信噪比及光束质量，以及高光光转化效率，本装置具有低成本、驱动简单，且高可靠性。
附图说明
图1为本实用新型的实现双级放大的光纤激光器装置的结构示意图。
图2为本实用新型的实现双级放大的光纤激光器装置的完整高功率MOPA光纤激光器的应用示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本实用新型的实现双级放大的光纤激光器装置的技术方案中，其主要保护的是支持实现相应功能的整体硬件功能平台的硬件结构及其连接关系，而且其中所包括的各个功能模块和模块单元均能够对应于实际已知的硬件设备或者集成电路结构中的具体硬件电路，因此仅涉及具体硬件拓扑连接结构以及具体硬件电路的改进，硬件部分的改进是存在的，并非仅仅依赖于计算机控制软件，且并非属于仅仅执行控制软件或者计算机程序的载体，因此解决相应的技术问题并获得相应的技术效果也并未涉及任何控制软件或者计算机程序的应用，也就是说，本实用新型仅仅利用这些模块和单元所涉及的实际已知的硬件设备或者硬件电路结构方面的改进即可以解决所要解决的技术问题，并获得相应的技术效果，而并不需要辅助以特定的控制软件或者计算机程序即可以实现相应功能。
本实用新型的该实现双级放大的光纤激光器装置，其中包括：
种子光源，发射信号光；
第一铒镱共掺光纤，与所述的第一隔离器相连接，进行第一级放大；
第一合束器，与所述的第一铒镱共掺光纤相连接，将泵浦光与信号光进行合束；
滤波器，与所述的第二隔离器相连接，对信号光进行滤波；
第二铒镱共掺光纤，与所述的滤波器相连接，进行第二级放大；
第二合束器，与所述的第二铒镱共掺光纤相连接；
第一多模泵浦激光器，分别与所述的第一合束器和第二合束器相连接，发射泵浦光；
第二多模泵浦激光器，与所述的第二合束器相连接，发射泵浦光。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的装置还包括第一隔离器，两端分别与所述的种子光源和第一铒镱共掺光纤相连接，防止后向ASE进入种子光源。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的装置还包括第二隔离器，两端分别与所述的第一合束器和滤波器相连接，防止第二级放大器产生的后向ASE光射入第一级激光放大器。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的装置还包括第三隔离器，与所述的第二合束器相连接，并与激光器的输出端相连接，防止后向回光进入激光器。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的装置还包括分路器，与所述的第一多模泵浦激光器相连接，将泵浦光分为两路，分别输入第一合束器和第二合束器。
本实用新型的具体实施方式中，提出一基于EYDCF双级放大的光纤激光器，其无需采用EDFA进行一级放大即可实现高输出功率及高信噪比输出。
本装置具有如下结构：
种子光源：为激光器提供信号光。
第一隔离器ISO1，防止激光器工作过程中后项ASE进入种子光源，发挥保护种子光源作用。
第一铒镱共掺光纤EYDCF1，低掺杂细芯铒镱共掺双包层有源光纤。
第一合束器：有源光纤合束器，将泵浦光与信号光进行合束。
第二隔离器ISO2，防止第二级放大器产生的后向ASE光射入第一级光放。
滤波器，带通光学滤波器，对信号光进行滤波。
第二铒镱共掺光纤EYDCF2，高掺杂粗芯铒镱共掺双包层有源光纤。
第一多模泵浦激光器，为激光放大提供能量。
第二多模泵浦激光器，为激光放大提供能量。
分路器：泵浦光分路器，将泵浦光分为两路。
第三隔离器ISO3，防止后向回光进入激光器。
工作方式：
在信号光传输过程中，增益介质吸收泵浦光能量，通过原子受激辐射实现信号放大。信号光及泵浦光具体传输路径如下：
种子光源发出脉冲激光经第一隔离器进入第一铒镱共掺光纤，经第一铒镱共掺光纤放大后经第二隔离器、滤波器后进入第二铒镱共掺光纤，进行二级放大，放大后的信号光经第二合束器及第三隔离器输出。
第一多模泵浦激光器发出泵浦激光经分路器将泵浦光分为两路，一路输入第一合束器作为第一级放大器的输入泵浦光，另一路输入第二合束器，作为第二级放大的泵浦光。第二多模泵浦激光器发出的泵浦光经第二合束器全部输入第二铒镱共掺光纤对信号进行放大。
创新点：
采用低掺杂浓度的EYDCF作为激光器第一级放大，多级放大均采用多模泵浦激光器实现供能，避免传统EDFA进行放大，即可以避免在激光器中同时采用单模泵浦及多模泵浦激光器及其对应的驱动电路。极大简化激光器的控制难度，降低材料成本，同时，有效提高设备的斜率效率及光-光转化效率。
第一级采用低掺杂浓度的EYDCF有效降低ASE的产生，提高信号输出光的OSNR；第二级放大器采用粗芯EYDCF其可有效提升激光器的泵浦转化效率，以致产生更高的输出功率，同时其具备更高的非线性阈值。
采用多模泵浦光分路技术方案，将从多模泵浦1中分离出极少一部分光作为第一级放大器的泵浦输入实现小信号的放大，将绝大部分泵浦光输入二级放大，有效提高激光器的电光转化效率。且保证的获得高峰值功率输出的同时具备非常高的OSNR。
基于此实用新型主光路设计，完整的高功率MOPA光纤激光器的设计如图2所示，在主光路的输出光检测功能，并配合相应的软硬件控制即为一套完整的高功率光激光器解决方案。
采用了本实用新型的实现双级放大的光纤激光器装置，通过采用EYDCF的双级放大设计方案即可实现在获取高峰值功率的同时保证高OSNR输出，本装置具有高峰值功率输出，输出峰值功率可达10kw，具有高信噪比及光束质量，以及高光光转化效率，本装置具有低成本、驱动简单，且高可靠性。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (5)
1.一种实现双级放大的光纤激光器装置，其特征在于，所述的装置包括：
种子光源，发射信号光；
第一铒镱共掺光纤，与所述的种子光源相连接，进行第一级放大；
第一合束器，与所述的第一铒镱共掺光纤相连接，将泵浦光与信号光进行合束；
滤波器，与所述的第一合束器相连接，对信号光进行滤波；
第二铒镱共掺光纤，与所述的滤波器相连接，进行第二级放大；
第二合束器，与所述的第二铒镱共掺光纤相连接；
第一多模泵浦激光器，分别与所述的第一合束器和第二合束器相连接，发射泵浦光；
第二多模泵浦激光器，与所述的第二合束器相连接，发射泵浦光。
2.根据权利要求1所述的实现双级放大的光纤激光器装置，其特征在于，所述的装置还包括第一隔离器，两端分别与所述的种子光源和第一铒镱共掺光纤相连接，防止后向ASE进入种子光源。
3.根据权利要求1所述的实现双级放大的光纤激光器装置，其特征在于，所述的装置还包括第二隔离器，两端分别与所述的第一合束器和滤波器相连接，防止第二级放大器产生的后向ASE光射入第一级激光放大器。
4.根据权利要求1所述的实现双级放大的光纤激光器装置，其特征在于，所述的装置还包括第三隔离器，与所述的第二合束器相连接，并与激光器的输出端相连接，防止后向回光进入激光器。
5.根据权利要求1所述的实现双级放大的光纤激光器装置，其特征在于，所述的装置还包括分路器，与所述的第一多模泵浦激光器相连接，将泵浦光分为两路，分别输入第一合束器和第二合束器。
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| CN116053912A (zh) * | 2023-03-17 | 2023-05-02 | 上海拜安实业有限公司 | 具有高度集成化的双级mopa光纤激光器 |
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| CN116053912B (zh) * | 2023-03-17 | 2024-01-26 | 上海拜安实业有限公司 | 具有高度集成化的双级mopa光纤激光器 |
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