[发明专利]短波长间隔泵浦的大功率光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率光纤激光器，尤其涉及泵浦波长与信号波长之间的间隔较小的大功率光纤激光器的结构方案。

背景技术

光纤激光器在近年来得到了迅速的发展。其类型包括光纤脉冲激光器、光纤连续激光器和光纤准连续激光器。这些光纤激光器有多种不同的泵浦结构，比如前向泵浦、后向泵浦、双向泵浦、及分布式泵浦。泵浦光源通常为半导体单管激光器或者半导体多管组合光源。泵浦波长较多采用915nm，940nm和975nm。

在这些大功率激光器中，特别是大功率连续和准连续激光器中，散热和热管理问题尤为突出。用上述的9xx泵浦的光纤激光器均遇到了热耗散巨大，热管理困难的问题。这些大量的散热的实质就是惨杂原子从泵浦波长的光子吸收转换给激射波长的光子释放过程中，光子的能量差异转变成为热量，导致有源光纤上的发热量过大。为了解决这个问题，必须缩短泵浦激光波长和信号波长之间的波长差是个有效而新颖的途径。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明目的是提供一种短波长间隔泵浦的大功率光纤激光器，是采用1010~1020nm之间的波长进行泵浦，泵浦激光波长和主激射波长的差小于55nm，使得光纤的发热量减少，有效降低了大功率光纤激光器中的热耗散问题。

本发明采用的技术方案是通过以下方式实现的：短波长间隔泵浦的大功率光纤激光器，包括单级大功率光纤激光器和多级大功率光纤激光器，在单级大功率光纤激光器中，包括前向光纤泵浦激光合束器、双包层有源光纤和无源光纤的熔接点、泵浦光纤激光器、反向光纤泵浦激光合束器、双包层Yb+掺杂有源光纤、光纤输出端帽和主激光器激光输出端，其特征在于：所述的前向光纤泵浦激光合束器和反向光纤泵浦激光合束器将泵浦光纤激光器的泵浦激光通过双包层有源光纤和无源光纤的熔接点，输送到双包层Yb+掺杂有源光纤的内包层中；在泵浦激光的激励下，双包层Yb+掺杂有源光纤中产生光增益区，光增益区和左右两个中心反射波长相同的光纤光栅组合形成激光谐振腔，产生大功率激光，在光纤的大功率输出端设置了一个光纤输出端帽将激光进行发散，防止光纤端面的热损伤。

所述的光纤的非输出端设置有一个光功率吸收器。

所述的多级大功率光纤激光器中，包括前向光纤泵浦激光合束器、双包层有源光纤和无源光纤的熔接点、泵浦光纤激光器、反向光纤泵浦激光合束器、双包层Yb+掺杂有源光纤、光纤输出端帽、种子激光器光源和主激光器激光输出端，前向光纤泵浦激光合束器和反向光纤泵浦激光合束器将泵浦光纤激光器的泵浦激光通过双包层Yb+掺杂有源光纤和无源光纤的熔接点，输送到双包层Yb+掺杂有源光纤的内包层中；种子激光器光源输出的较小功率的激光输入到有光增益区的双包层Yb+掺杂有源光纤中，被放大到较高的水平然后通过光纤的大功率输出端设置了一个光纤输出端帽。

所述的泵浦光纤激光器的输出波长在1010~1020nm之间，输出功率在200W以下。

所述的泵浦光纤激光器或反向光纤泵浦激光合束器的输入端为无芯的双包层光纤，形成Nx1形式的合束器结构；或为有芯的双包层光纤，形成N+1x1形式的合束器结构，双包层光纤的内包层直径在40-200微米之间。

所述的主光纤激光器和泵浦光纤激光器的输出波长差小于55nm。

本发明，将双包层有源光纤的内包层直径减小，使得纤芯直径与内包层直径的比增大，提高了泵浦光的吸收效率。这种热管理负担较轻的大功率光纤激光器，特别是连续光纤激光器和准连续光纤激光器，为今后光纤激光器向更大功率方向发展提供了新的技术路线。以往的大功率光纤激光器中，泵浦激光波长和主激射波长的差大于85nm；而本发明的大功率光纤激光器中，泵浦激光波长和主激射波长的差小于55nm。就是这个波长差的不同，带来了有源光纤在大功率工作条件下发热情况的明显不同。缩短了泵浦光子的能量和信号光子能量的能量差。

附图说明

图1是本发明的单谐振腔大功率光纤激光器示意图。

图2为本发明中的多级大功率光纤激光器示意图。

具体实施方式

实施例1：