CN221057831U - 一种基于分级散热的光纤激光放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于分级散热的光纤激光放大器，涉及高亮度光纤激光领域，包括：光纤激光种子源、尾纤半导体泵浦源、一级光纤振荡器组件、二级光纤激光放大器组件；所述半导体泵浦光与激光种子光合束注入到一级光纤振荡器组件中，以较低的量子亏损将低亮度的半导体泵浦光通过激光振荡过程产生较高亮度的过渡激光；所述二级光纤激光放大器组件将过渡激光转化到激光种子光上，输出高亮度主激光；本实用新型，在尾纤半导体泵浦源构型基础上，有效将量子亏损产热分到两级组件上散热，同时也降低了单级组件上的产热集中度，提升了放大器的可靠性。

Description

一种基于分级散热的光纤激光放大器

技术领域

本实用新型涉及高亮度光纤激光领域，具体涉及一种基于分级散热的光纤激光放大器。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

光纤激光具有光束质量好、结构紧凑、效率高等特点，在工业、医疗、军事等领域均有广泛的应用。然而，常规光纤激光器/放大器采用的是半导体泵浦源，泵浦波长与激光波长差异较大，在高功率光纤激光产生和放大的过程会引入明显的量子亏损产热。尤其是近十年来业界对光纤激光的功率需求也越来越高，光纤中的热效应，如热透镜、模式不稳定等，已经成为了限制光纤激光高亮度输出的主要因素。

为降低热效应对光束质量的影响，目前主要采用的办法是通过调整增益光纤的吸收系数或泵浦光波长，以避免强粒子反转带来的产热过于集中问题，达到平滑量子亏损产热在整个增益光纤长度上的分布的目的。但该方案所使用的增益光纤过长，易引发光纤中的强非线性效应如受激拉曼散射(SRS)、受激布里渊散射(SBS)以及交叉相位调制(XPM)等，从而导致激光器系统新的可靠性风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术中存在的问题，提供了一种基于分级散热的光纤激光放大器，在同一个激光放大链路上将放大器的能量转化过程分成两级，先把半导体泵浦光能量先转换到过渡激光波长上，再将过渡激光能量转换到主激光上，最终实现把原先激光放大过程中的量子亏损热分成两个阶段释出，并分别进行散热，从而降低了主激光放大过程的热效应；同时，该方案采用的增益光纤采用多包层结构，过渡激光和主激光在增益光纤截面上不同区域实现共轴放大，结构更简单紧凑；从而解决了上述问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于分级散热的光纤激光放大器，可通过将激光放大过程中的量子亏损热分成两个阶段释出，并分别进行散热，从而降低了主激光放大过程的热效应，可从而实现光纤激光的高亮度放大。且该放大器与常规放大器相同，仅需注入种子激光和半导体泵浦光，种子激光单向通过并放大到所需功率；具体包括：

光纤激光种子源，所述光纤激光种子源用于产生高光束质量且与主激光相同中心波长的激光种子光；

尾纤半导体泵浦源，所述尾纤半导体泵浦源产生的半导体泵浦光与激光种子光通过光纤合束器进行合束；

一级光纤振荡器组件，所述半导体泵浦光与激光种子光合束注入到一级光纤振荡器组件中，以较低的量子亏损将低亮度的半导体泵浦光通过激光振荡过程在纤芯和内包层中产生较高亮度的过渡激光，且该过程激光种子光功率未被显著放大；

二级光纤激光放大器组件，所述二级光纤激光放大器组件将过渡激光转化到激光种子光上，输出高亮度主激光。

进一步地，所述过渡激光的波长介于半导体泵浦光波长和主激光波长之间。

进一步地，所述一级光纤振荡器组件，包括：

高反光纤光栅、一级增益光纤、低反光纤光栅。

进一步地，所述二级光纤激光放大器组件，包括：

二级增益光纤和包层泵浦剥离器。

进一步地，所述高反光纤光栅和低反光纤光栅均采用与一级增益光纤相匹配的多包层无源纤，二者构成光纤光栅对。

进一步地，所述高反光纤光栅反射率大于90％，低反光纤光栅为部分反射；

光纤光栅对中心波长对应过渡激光波长，大于半导体泵浦光的波长且小于主激光的波长。

进一步地，所述一级增益光纤和二级增益光纤均为多包层光纤，过渡激光和主激光分别通过两种增益光纤的不同光纤截面区域增益和传输，过程相对独立，且两级组件分别散热。

进一步地，所述一级增益光纤为4层或4层以上的多包层结构，具体包括：

一级增益光纤纤芯，所述一级增益光纤纤芯无增益；

至少两层内包层，所述内包层与一级增益光纤纤芯共轴，包括：由掺杂起增益作用的元素构成的增益区和用于约束过渡激光在增益区以内传输的约束区；所述增益区用于增益放大并稳定传导过渡激光；

一级增益光纤外包层，用于约束半导体泵浦光；

一级增益光纤保护层，所述一级增益光纤保护层位于最外层，起保护作用。

进一步地，所述二级增益光纤为4层或4层以上多包层结构，具体包括：

二级增益光纤纤芯，所述二级增益光纤纤芯掺杂起增益作用的元素，构成增益区，且二级增益光纤纤芯的直径、折射率和数值孔径均与一级增益光纤纤芯一致；

至少两层内包层，所述内包层与二级增益光纤纤芯共轴，无增益，包括：起半导体泵浦光和过渡激光传导作用的内传导区和仅传导半导体泵浦光的外传导区；各级内包层的最小直径和数值孔径大于或者等于一级增益光纤内同级次内包层的最大直径和数值孔径；

二级增益光纤外包层，用于约束半导体泵浦光；

二级增益光纤保护层，所述二级增益光纤保护层位于最外层，起保护作用。

进一步地，所述一级增益光纤和二级增益光纤为非保偏光纤或保偏光纤；

所述内包层形状，包括：圆形、D型、多边形；

所述增益区的掺杂元素为锗、磷、铈、镱、铒、铥、钬或是以上共掺。

与现有的技术相比本实用新型的有益效果是：

1、一种基于分级散热的光纤激光放大器，在尾纤半导体泵浦源构型基础上，有效将量子亏损产热分到两级组件上散热，同时也降低了单级组件上的产热集中度，提升了放大器的可靠性。

2、一种基于分级散热的光纤激光放大器，其主激光仅在二级光纤激光放大器组件上进行放大，该放大过程中的量子亏损相比现有半导体直接泵浦光纤MOPA激光器更小，有效降低激光放大过程中热效应的影响，有利于保持高光束质量输出。

3、一种基于分级散热的光纤激光放大器，一级光纤振荡器组件的输出光纤与二级光纤激光放大器组件的输入光纤熔接，即一级光纤振荡器组件产生的高亮度过渡激光直接进入下一级放大器中，避免了泵浦合束导致的亮度退化，因而增益光纤长度也更短，降低了光纤非线性效应的累积。

4、一种基于分级散热的光纤激光放大器，除了一级光纤振荡器组件和二级增益光纤以外，其余器件既可以采用相应的匹配无源纤，也可采用通用光纤的器件，设计更灵活，且仅需要注入主激光相同波长的种子激光和半导体泵浦光，与现有光纤激光放大器方案相当，系统更加简单可靠。

附图说明

图1为一种基于分级散热的光纤激光放大器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中一级增益光纤截面；

图3是本实用新型实施例中二级增益光纤截面。

附图标记：1-光纤激光种子源，2-尾纤半导体泵浦源，3-光纤合束器，4-一级光纤振荡器组件，41-一级增益光纤，42-高反光纤光栅，43-低反光纤光栅，5-二级光纤激光放大器组件，51-二级增益光纤，52-包层泵浦剥离器，411-一级增益光纤纤芯，412-一级增益光纤第一内包层，413-一级增益光纤第二内包层，414-一级增益光纤外包层，415-一级增益光纤保护层，511-二级增益光纤纤芯，512-二级增益光纤第一内包层，513-二级增益光纤第二内包层，514-二级增益光纤外包层，515-二级增益光纤保护层。

具体实施方式

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例一

请参阅图1，一种基于分级散热的光纤激光放大器，具体包括：

光纤激光种子源1，所述光纤激光种子源1用于产生高光束质量且与主激光相同中心波长的激光种子光；

尾纤半导体泵浦源2，所述尾纤半导体泵浦源2产生的半导体泵浦光与激光种子光通过光纤合束器3进行合束；

一级光纤振荡器组件4，所述半导体泵浦光与激光种子光合束注入到一级光纤振荡器组件4中，以较低的量子亏损将低亮度的半导体泵浦光通过激光振荡过程在纤芯和内包层中产生较高亮度的过渡激光，且该过程激光种子光功率未被显著放大；即激光种子光经由光纤合束器3，与半导体泵浦光合束注入到一级光纤振荡器组件4中；

二级光纤激光放大器组件5，所述二级光纤激光放大器组件5将过渡激光转化到激光种子光上，输出高亮度主激光；

需要说明的是，所有组件之间的连接均为输入/输出光纤直接熔接。

在本实施例中，具体的，所述过渡激光的波长介于半导体泵浦光波长和主激光波长之间；

即在主激光放大过程中，半导体泵浦光先经由一级光纤振荡器组件4转化到波长介于半导体泵浦光波长和主激光波长之间的过渡激光上，再通过二级光纤激光放大器组件5转化到激光种子光上；过渡激光和激光种子光分别通过增益光纤的不同光纤截面区域增益和传输，过程相对独立，且两级组件分别散热；该过程将激光放大过程中的量子亏损热分成两个阶段释出，降低主激光放大过程热效应的影响，从而保证最终输出激光具有良好的光束质量。

在本实施例中，具体的，所述一级光纤振荡器组件4，包括：

高反光纤光栅42、一级增益光纤41、低反光纤光栅43；即由高反光纤光栅42、一级增益光纤41、低反光纤光栅43构成一个包层泵浦振荡器。

在本实施例中，具体的，所述二级光纤激光放大器组件5，包括：

二级增益光纤51和包层泵浦剥离器52。

在本实施例中，具体的，所述高反光纤光栅42和低反光纤光栅43均采用与一级增益光纤41相匹配的多包层无源纤，二者构成光纤光栅对。

在本实施例中，具体的，所述高反光纤光栅42反射率大于90％，低反光纤光栅43为部分反射；

光纤光栅对中心波长对应过渡激光波长，大于半导体泵浦光的波长且小于主激光的波长；

在本实施例中，优选地，所述低反光纤光栅43的输出端光纤直接与二级光纤激光放大器组件5的二级增益光纤51熔接；

过渡激光以及残余半导体泵浦光分别在二级增益光纤51的内包层中传输，并为主激光放大过程提供能量；该过程的量子亏损产热约为半导体直接泵浦放大主激光方式的一半或更低，从而最终输出高亮度主激光。

在本实施例中，具体的，所述一级增益光纤41和二级增益光纤51均为多包层光纤，过渡激光和主激光分别通过两种增益光纤的不同光纤截面区域增益和传输，过程相对独立，且两级组件分别散热。

在本实施例中，具体的，所述一级增益光纤41为4层或4层以上的多包层结构，具体包括：

一级增益光纤纤芯411，所述一级增益光纤纤芯411无增益，其主要起主激光的传导作用；优选地，所述一级增益光纤纤芯411的直径在10μm～50μm之间；

至少两层内包层，所述内包层与一级增益光纤纤芯411共轴，包括：由掺杂起增益作用的元素构成的增益区和用于约束过渡激光在增益区以内传输的约束区；所述增益区用于增益放大并稳定传导过渡激光；即直径较小的内包层掺杂起增益作用的元素，构成增益区，用于增益放大并稳定传导过渡激光，直径较大的内包层用于约束过渡激光在直径较小的内包层以内传输；优选地，所述增益区呈环形，且外直径在20μm～250μm之间；

一级增益光纤外包层414，用于约束半导体泵浦光，即用于约束半导体泵浦光在直径最大的内包层以内传输；

一级增益光纤保护层415，所述一级增益光纤保护层415位于最外层，起保护作用。

在本实施例中，具体的，所述二级增益光纤51为4层或4层以上多包层结构，具体包括：

二级增益光纤纤芯511，所述二级增益光纤纤芯511掺杂起增益作用的元素，构成增益区，且二级增益光纤纤芯511的直径、折射率和数值孔径均与一级增益光纤纤芯411一致；二者分别匹配的无源纤也具有相同的折射率分布参数要求；

至少两层内包层，所述内包层与二级增益光纤纤芯511共轴，无增益，包括：起半导体泵浦光和过渡激光传导作用的内传导区和仅传导半导体泵浦光的外传导区；即直径较小的内包层起半导体泵浦光和过渡激光的传导作用，直径最大的内包层起仅传导半导体泵浦光的作用；

各级内包层的最小直径和数值孔径大于或者等于一级增益光纤41内同级次内包层的最大直径和数值孔径；

二级增益光纤外包层514，用于约束半导体泵浦光；

二级增益光纤保护层515，所述二级增益光纤保护层515位于最外层，起保护作用。

在本实施例中，具体的，所述一级增益光纤41和二级增益光纤51为非保偏光纤或保偏光纤；

所述内包层形状，包括：圆形、D型、多边形或其他形状，在本实施例中不作限定；

所述增益区的掺杂元素为锗(Ge)、磷(P)、铈(Ce)、镱(Yb)、铒(Er)、铥(Tm)、钬(Ho)或是以上共掺。

具体的，光纤激光种子源1输出的主激光种子光在放大器中单向传输，依次经过一级光纤振荡器组件4和二级光纤激光放大器组件5，且始终在主光路的光纤纤芯中传输；一级光纤振荡器组件4所产生的过渡激光在一级光纤振荡器组件4和二级光纤激光放大器组件5的纤芯和内包层中传输。

实施例二

实施例二基于实施例一提出的一种基于分级散热的光纤激光放大器的一个具体实例。

请参阅图1-3一种基于分级散热的掺铒光纤激光放大器，包括掺铒光纤激光源、915nm尾纤半导体泵浦源2、(6+1)×1光纤合束器3、一级铒镱共掺光纤振荡器组件和二级掺铒光纤激光放大器组件。

掺铒光纤激光源输出中心波长为1562nm的低功率、近衍射极限光纤激光，输出光纤为常规1.5μm波段单模光纤。

(6+1)×1光纤合束器3将多个中心波长为915nm的尾纤半导体泵浦源2和掺铒光纤激光源的输出光合束到一根参数为25/300NA0.09的常规双包层光纤中。

一级铒镱共掺光纤振荡器组件的高反光纤光栅42的反射率大于99％，低反光纤光栅43的反射率为10％，反射中心波长均为1535nm，刻写光纤光栅对的光纤为一级增益光纤41的匹配无源纤。

一级增益光纤41的结构如图2所示，一级增益光纤41采用环形掺杂结构；图中，411为一级增益光纤纤芯，直径25μm，NA0.09，未掺铒和镱元素，主要是激光传导作用；412为一级增益光纤第一内包层，直径105μm，NA0.22，采用铒镱共掺，是该光纤的增益区(阴影所示)；413为一级增益光纤第二内包层，直径300μm，NA大于0.46，主要是起到进一步约束过渡激光的作用，同时传输半导体泵浦光；414为一级增益光纤外包层，折射率略小于一级增益光纤第二内包层，起到约束半导体泵浦光作用；415为一级增益光纤保护层。

低反光纤光栅43输出端直接熔接二级增益光纤51，二级增益光纤51采用中心掺杂结构，如图3所示。图中，511为二级增益光纤，所述二级增益光纤51掺杂铒元素，直径25μm，NA0.09，是该光纤的增益区(阴影所示)；512为二级增益光纤第一内包层，直径105μm，NA0.22；513为二级增益光纤第二内包层，直径300μm，NA大于0.46；514为二级增益光纤外包层，起到约束半导体泵浦光作用；515为二级增益光纤保护层。二级增益光纤51输出光纤熔接25/300NA0.09光纤包层泵浦剥离器52，剥除所有泵浦光和过渡激光。

实施例三

实施例三是基于实施例一提出的一种基于分级散热的光纤激光放大器的另一个具体实例。

请参阅图1-3一种基于分级散热的掺铥光纤激光放大器，包括掺铥光纤激光源、793nm尾纤半导体泵浦源2、(6+1)×1光纤合束器3、一级掺铥光纤振荡器组件和二级掺铥光纤激光放大器组件。

掺铥光纤激光源输出中心波长为2020nm的低功率、近衍射极限光纤激光，输出光纤为常规2μm波段单模光纤。

采用1个常规的(6+1)×1光纤合束器3将多个中心波长为793nm的尾纤半导体泵浦源2和掺铥光纤振荡器的输出光合束到一根与一级增益光纤41相匹配的无源多包层光纤中。一级掺铥光纤振荡器组件的高反光纤光栅42的反射率大于99％，低反光纤光栅43的反射率约为10％，反射中心波长均为1940nm，刻写光纤光栅对的光纤同样采用对应一级增益光纤41的匹配无源纤。

一级增益光纤41的结构如图2所示，一级增益光纤41采用环形掺杂结构。图中，411为一级增益光纤纤芯411，直径25μm，NA0.09，未掺铥元素，主要是激光传导作用；412为一级增益光纤第一内包层412，直径105μm，NA0.22，主要掺杂起增益作用稀土元素，是该光纤的增益区(阴影所示)；413为一级增益光纤第二内包层，直径400μm，NA大于0.46，主要是起到进一步约束过渡激光的作用，同时传输半导体泵浦光；414为一级增益光纤外包层，折射率略小于光纤第二内包层，起到约束半导体泵浦光作用；415为一级增益光纤保护层。

低反光纤光栅43输出端直接熔接二级增益光纤51，二级增益光纤51采用中心掺杂结构，如图3所示。图中，511为二级增益光纤，所述二级增益光纤51掺杂铥元素，直径25μm，NA0.09，是该光纤的增益区(阴影所示)；512为二级增益光纤第一内包层，直径105μm，NA0.22；513为二级增益光纤第二内包层，直径400μm，NA大于0.46；514为二级增益光纤外包层，起到约束半导体泵浦光作用；515为二级增益光纤保护层。二级增益光纤51输出光纤熔接常规25/400NA0.09光纤包层泵浦剥离器52，剥除所有泵浦光和过渡激光。

实施例四

实施例四是基于实施例一提出的一种基于分级散热的光纤激光放大器的另一个具体实例。

请参阅图1-3，一种基于分级散热的拉曼光纤激光放大器，包括拉曼光纤激光源、976nm尾纤半导体泵浦源2、(6+1)×1光纤合束器3、一级掺镱光纤振荡器组件和二级拉曼光纤激光放大器组件。

拉曼光纤激光源输出中心波长为1240nm的低功率、近衍射极限光纤激光，输出光纤为常规1μm波段单模光纤。

采用1个常规的(6+1)×1光纤合束器3将多个中心波长为976nm的尾纤半导体泵浦源2和掺镱光纤振荡器的输出光合束到一根与一级增益光纤41相匹配的无源多包层光纤中。一级掺镱光纤振荡器组件的高反光纤光栅42的反射率大于99％，低反光纤光栅43的反射率约为10％，反射中心波长均为1064nm，刻写光纤光栅对的光纤同样采用对应一级增益光纤41的匹配无源纤。

一级增益光纤41的结构如图2所示，光纤采用环形掺杂结构。图中，411为一级增益光纤纤芯411，直径14μm，NA0.08，未掺镱元素，主要是激光传导作用；412为一级增益光纤第一内包层412，直径62.5μm，NA0.22，主要掺镱元素，是该光纤的增益区(阴影所示)；413为一级增益光纤第二内包层，直径250μm，NA大于0.46，主要是起到进一步约束过渡激光的作用，同时传输半导体泵浦光；414为一级增益光纤外包层，折射率略小于光纤第二内包层，起到约束半导体泵浦光作用；415为一级增益光纤保护层。

低反光纤光栅43输出端直接熔接二级增益光纤51，二级增益光纤51采用中心掺杂结构，如图3所示。图中，511为二级增益光纤，所述二级增益光纤51掺杂磷元素，直径14μm，NA0.08，是该光纤的增益区(阴影所示)；512～514均为光纤的包层，未掺磷元素。512为二级增益光纤第一内包层，直径62.5μm，NA0.22；513为二级增益光纤第二内包层，直径250μm，NA大于0.46；514为二级增益光纤外包层，起到约束半导体泵浦光作用；515为二级增益光纤保护层。二级增益光纤51输出光纤熔接常规14/250NA0.08光纤包层泵浦剥离器52，剥除所有泵浦光和过渡激光。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

提供本背景技术部分是为了大体上呈现本实用新型的上下文，当前所署名的发明人的工作、在本背景技术部分中所描述的程度上的工作以及本部分描述在申请时尚不构成现有技术的方面，既非明示地也非暗示地被承认是本实用新型的现有技术。

Claims (10)

1.一种基于分级散热的光纤激光放大器，其特征在于，包括：

光纤激光种子源(1)，所述光纤激光种子源(1)用于产生高光束质量且与主激光相同中心波长的激光种子光；

尾纤半导体泵浦源(2)，所述尾纤半导体泵浦源(2)产生的半导体泵浦光与激光种子光通过光纤合束器(3)进行合束；

一级光纤振荡器组件(4)，所述半导体泵浦光与激光种子光合束注入到一级光纤振荡器组件(4)中，通过激光振荡过程在纤芯和内包层中产生亮度高于半导体泵浦光的过渡激光；

二级光纤激光放大器组件(5)，所述二级光纤激光放大器组件(5)将过渡激光转化到激光种子光上，输出高亮度主激光。

2.根据权利要求1所述的一种基于分级散热的光纤激光放大器，其特征在于，所述过渡激光的波长介于半导体泵浦光波长和主激光波长之间。

3.根据权利要求2所述的一种基于分级散热的光纤激光放大器，其特征在于，所述一级光纤振荡器组件(4)，包括：

高反光纤光栅(42)、一级增益光纤(41)、低反光纤光栅(43)。

4.根据权利要求3所述的一种基于分级散热的光纤激光放大器，其特征在于，所述二级光纤激光放大器组件(5)，包括：

二级增益光纤(51)和包层泵浦剥离器(52)。

5.根据权利要求3所述的一种基于分级散热的光纤激光放大器，其特征在于，所述高反光纤光栅(42)和低反光纤光栅(43)均采用与一级增益光纤(41)相匹配的多包层无源纤，二者构成光纤光栅对。

6.根据权利要求5所述的一种基于分级散热的光纤激光放大器，其特征在于，所述高反光纤光栅(42)反射率大于90％，低反光纤光栅(43)为部分反射；

光纤光栅对中心波长对应过渡激光波长，大于半导体泵浦光的波长且小于主激光的波长。

7.根据权利要求4所述的一种基于分级散热的光纤激光放大器，其特征在于，所述一级增益光纤(41)和二级增益光纤(51)均为多包层光纤，过渡激光和主激光分别通过两种增益光纤的不同光纤截面区域增益和传输，过程相对独立，且两级组件分别散热。

8.根据权利要求7所述的一种基于分级散热的光纤激光放大器，其特征在于，所述一级增益光纤(41)为4层或4层以上的多包层结构，具体包括：

一级增益光纤纤芯(411)，所述一级增益光纤纤芯(411)无增益；

至少两层内包层，所述内包层与一级增益光纤纤芯(411)共轴，包括：由掺杂起增益作用的元素构成的增益区和用于约束过渡激光在增益区以内传输的约束区；所述增益区用于增益放大并稳定传导过渡激光；

一级增益光纤外包层(414)，用于约束半导体泵浦光；

一级增益光纤保护层(415)，所述一级增益光纤保护层(415)位于最外层，起保护作用。

9.根据权利要求8所述的一种基于分级散热的光纤激光放大器，其特征在于，所述二级增益光纤(51)为4层或4层以上多包层结构，具体包括：

二级增益光纤纤芯(511)，所述二级增益光纤纤芯(511)掺杂起增益作用的元素，构成增益区，且二级增益光纤纤芯(511)的直径、折射率和数值孔径均与一级增益光纤纤芯(411)一致；

至少两层内包层，所述内包层与二级增益光纤纤芯(511)共轴，无增益，包括：起半导体泵浦光和过渡激光传导作用的内传导区和仅传导半导体泵浦光的外传导区；各级内包层的最小直径和数值孔径大于或者等于一级增益光纤(41)内同级次内包层的最大直径和数值孔径；

二级增益光纤外包层(514)，用于约束半导体泵浦光；

二级增益光纤保护层(515)，所述二级增益光纤保护层(515)位于最外层，起保护作用。

10.根据权利要求9所述的一种基于分级散热的光纤激光放大器，其特征在于，所述一级增益光纤(41)和二级增益光纤(51)为非保偏光纤或保偏光纤；

所述内包层形状，包括：圆形、D型、多边形。