[发明专利]磁力诱导长周期光纤光栅调Q脉冲和连续两用光纤激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种光纤激光器，特别是一种磁力诱导长周期光纤光栅调Q脉冲和连续两用光纤激光器。

背景技术

在目前的激光技术领域中，光纤激光器以其体积小、效率高、稳定性好、光束质量好等优点，发展十分迅速。现有的调Q光纤激光器和普通的调Q激光器一样，都是在激光谐振腔内插入调Q器件，通过周期性的改变腔损耗，实现调Q激光脉冲输出。

目前常用调Q技术的有声光调Q、电光调Q、可饱和吸收体调Q、光纤迈克尔逊干涉仪调Q、光纤马赫—曾特尔干涉仪调Q、光纤受激布里渊散射（SBS）调Q、主被动混合调Q等。无论插入何种调Q器件，都会引入一定的插入损耗，从而影响峰值功率，特别是使用最广泛的声光调Q、电光调Q由于插入了分立元件会使得其有较大的插入损耗，即便是常用的带有尾纤的光纤化的调Q器件依然有较大的插入损耗。

发明内容

针对目前现有调Q技术中由于插入调Q器件均会不同程度的引入一定的损耗，本发明的目的在于，提供一种磁力诱导长周期光栅调Q脉冲和连续两用光纤激光器，该激光器在线圈通电时，双包层掺杂光纤被挤压形成长周期光纤光栅，使双包层掺杂光纤内损耗增大，提高激光器振荡阈值，增加纤芯内储能。当通上周期性方波电流时形成周期性出现的长周期光纤光栅，从而形成具有重复性的激光调Q输出。当线圈不通电时，激光器又可作为连续激光器使用。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术解决方案予以解决：

磁力诱导长周期光纤光栅调Q脉冲和连续两用光纤激光器，所述激光器由两部分构成：其中，第一部分是光纤激光器主体，包括泵浦源、全反射光纤光栅、双包层掺杂光纤、输出光纤光栅和输出尾纤，上述各部件首尾相连依次熔接；第二部分是磁力诱导长周期光纤光栅，包括周期性铁质部件、线圈和铁芯，其中，线圈绕在铁芯外部，周期性铁质部件通过支架置于铁芯上表面，双包层掺杂光纤的尾端夹在周期性铁质部件和支架之间，且周期性铁质部件的周期长度方向与双包层掺杂光纤的长度方向一致，周期性铁质部件长度方向的两端与铁芯的外边沿对齐。

本发明还包括如下其他技术特征：

当线圈通入直流电时，产生的磁场吸引周期性铁质部件挤压双包层掺杂光纤，在双包层掺杂光纤上形成具有周期性的弯曲成为长周期光纤光栅，当切断线圈电流时有巨脉冲激光输出；当线圈通入周期性方波电流时，产生周期性磁场吸引周期性铁质部件周期性挤压双包层掺杂光纤，形成具有周期性的长周期光纤光栅，最终形成具有重复性的激光调Q输出；当线圈不通电时，所述激光器相当于一个由部件泵浦源、全反射光纤光栅、双包层掺杂光纤、输出光纤光栅、输出尾纤组成的连续运转全光纤结构的光纤激光器。

所述全反射光纤光栅选择中心反射率大于99%的全反射光纤光栅，输出光纤光栅选择中心反射率在5%-80%的光纤光栅。

所述周期性铁质部件的周期长度Λ根据式1计算得到：

λ=(neffco-neffcl)Λ]]>  （式1）

其中，为双包层掺杂光纤的纤芯基模LP₀₁模的有效折射率，为双包层掺杂光纤的内包层模LP₀₂模的有效折射率。

当双包层掺杂光纤内包层直径为125μm且外包层直径为D_外=250μm时，线圈和铁芯组成的电磁铁的吸引力大于50N；其他尺寸的双包层掺杂光纤所需的电磁力F的大小通过式2计算：