[发明专利]540nm全光纤结构大功率绿光光纤激光器

权利要求书

1.一种540nm全光纤结构大功率绿光光纤激光器，其特征在于，包括半导体激光器泵浦源（1）、第一全反射光纤光栅（2）、第二全反射光纤光栅（4）和第三全反射光纤光栅（6），所述第一全反射光纤光栅（2）和第二全反射光纤光栅（4）之间连接有双包层掺镱光纤（3），第二全反射光纤光栅（4）和第三全反射光纤光栅（6）之间连接有腔内倍频器（5），第三全反射光纤光栅（6）的输出端连接输出尾纤（7），上述各元件通过熔接的方式连接；

所述腔内倍频器包括全自动温控炉（15）、第一尾纤（8）、套管（9）、第一自聚焦透镜（10）、倍频晶体（11）、第二自聚焦透镜（12）、导热铜块（13）和第二尾纤（14），其中，第一自聚焦透镜（10）和第二自聚焦透镜（12）分别粘结在倍频晶体（11）左、右两端；第一自聚焦透镜（10）的左端与第一尾纤（8）带有尾纤插针的一端粘结，第二自聚焦透镜（12）的右端与第二尾纤（14）带有尾纤插针的一端粘结；第一尾纤（8）、套管（9）、第一自聚焦透镜（10）、倍频晶体（11）、第二自聚焦透镜（12）和第二尾纤（14）中心共线，共同构成以倍频晶体（11）为中心的对称性结构；第一自聚焦透镜（10）、倍频晶体（11）、第二自聚焦透镜（10）三者的整体的外部依次包裹有铟箔和导热铜块（13），所述导热铜块（13）的底面与全自动温控炉（15）相接触，导热铜块（13）的其余表面封装在套管（9）内部，第一尾纤（8）从套管（9）的左端穿出并与第二全反射光纤光栅（4）熔接，第二尾纤（14）从套管（9）的右两端穿出并第三全反射光纤光栅（6）熔接，各元件熔接时采用纤芯对准；

所述倍频晶体（11）、第一自聚焦透镜（10）和第二自聚焦透镜（12）满足式1：

L=-2n1Tan(αd)αn0]]>式1

式中，L为倍频晶体（11）的长度；n₁为倍频晶体（11）的折射率；n₀为第一自聚焦透镜（10）的中心折射率；d为第一自聚焦透镜（10）的长度；α为第一自聚焦透镜（10）折射率分布系数；第一自聚焦透镜（10）的折射率n(r)沿径向r分布满足式2：

n(r)＝n₀(1-α²r²/2)式2

式中，r为径向坐标。

2.如权利要求1所述的540nm全光纤结构大功率绿光光纤激光器，其特征在于，所述第一自聚焦透镜（10）和第二自聚焦透镜（12）选用相同的自聚焦透镜，其长度均为0.3P~0.45P。

3.如权利要求1所述的540nm全光纤结构大功率绿光光纤激光器，其特征在于，所述半导体激光器泵浦源（1）选择带100μm尾纤输出、中心波长为973nm、功率为35W的半导体激光器泵浦组件；第一全反射光纤光栅（2）、第三全反射光纤光栅（6）均选择反射中心波长为1080nm全反射Bragg光纤光栅，反射率大于99%；双包层掺镱光纤（3）选择芯径为6/125μm的双包层掺镱光纤，长度取18m；第二全反射光纤光栅（4）与取反射中心波长为540nm全反射Bragg光纤光栅，反射率大于99%；输出尾纤（7）选择芯径为6/125μm的双包层非掺杂光纤。

4.如权利要求1所述的540nm全光纤结构大功率绿光光纤激光器，其特征在于，所述第一自聚焦透镜（10）、第二自聚焦透镜（12）均采用d=0.31P、直径为3mm、长度为6.2mm的圆形自聚焦透镜；倍频晶体（11）选取LBO晶体，横截面尺寸选取3mm*3mm，倍频晶体长度L=17.0mm；第一尾纤（8）、第二尾纤（14）均选用6/125μm双包层无掺杂光纤，长度取2米；导热铜块（13）长度取27mm，壁厚5mm；套管（9）的长度取39mm，侧壁厚3mm，端壁厚6mm。