[发明专利]一种用于光纤激光器且可滤除包层光的装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域，包括光纤振荡器和光纤放大器，具体涉及一种用于光纤激光器且可滤除包层光的装置。

背景技术

光纤激光器，是采用光纤作为增益介质的激光器，通过在光纤基质材料中掺杂不同的稀土离子，获得所对应波段的激光输出。近年来，随着高亮度激光二极管泵浦技术与大模场双包层掺杂光纤制造工艺的发展，单根双包层光纤激光的输出功率迅速提高。2003年，德国Jena大学的Limpert等人获得了500W的连续激光。2004年，英国Southampton大学的Jeong等实现了1.36kW的激光输出。Jeong通过改善增益光纤参数和提高泵浦功率, 将激光器的输出功率提升到了2.1kW。2009年6月，美国IPG公司推出了50kW级多模连续光纤激光器；同时，该公司实现了产品化的单模10kW级光纤激光器，此为目前功率最高的基模光纤激光器。光纤激光器作为一类新型激光器，具有转换效率高、体积小、光束质量好等优势，是21世纪最具发展潜力的激光器。光纤激光器通常包括光纤振荡器和光纤放大器，通过掺杂稀土离子的增益光纤，将注入的泵浦激光转化为信号激光。光纤激光器输出光中的包层光主要有三个来源：一是未被吸收的泵浦光；二是激光腔中激发的包层模式以及放大的自发辐射；三是由于光纤的弯曲和熔接等原因，部分信号光泄露到包层中形成包层光。

目前关于光纤激光器包层光滤除与冷却方案已有CN201234052Y（名称《用于双包层光纤放大器和光纤激光器的泵浦泄放装置》）和CN101718916A（名称《剥离双包层光纤中剩余泵浦光的方法》）等中国专利文献进行过相关报道，但这些装置均只采用了一种高折射率的导光胶层，包层光会在较短的长度内大量滤除，从而导致局部过热，不便于散热，当累积的热量达到一定程度时，光纤的局部由于温度较高将可能烧毁，进而给整个激光器系统带来灾难性后果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可有效滤除光纤激光器包层光、散热快而均匀、安全性好、结构简单的用于光纤激光器且可滤除包层光的装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种用于光纤激光器且可滤除包层光的装置，该装置包括一根双包层传能光纤（通常为1m～2m），所述双包层传能光纤由内向外依次由纤芯（实心结构）、内包层、外包层和涂覆层组成，所述双包层传能光纤的中间一段或多段为去除了涂覆层和外包层的滤除段，所述滤除段的内包层外围沿其圆周方向排布有至少一根去除涂覆层的无芯光纤，所述无芯光纤与双包层传能光纤轴向平行，所述无芯光纤外设有一玻璃套管，所述玻璃套管将全部的无芯光纤、滤除段的内包层与纤芯包覆其中，所述玻璃套管的外表面上涂覆有导光胶层。

上述的装置中，优选的，所述无芯光纤的折射率等于双包层传能光纤的内包层折射率，所述玻璃套管的折射率等于或大于无芯光纤的折射率，所述导光胶层的折射率大于玻璃套管的折射率，导光胶层的折射率优选大于1.46，改变导光胶层的折射率可以改变包层光的滤除速度，折射率越大，滤除速度越快。

上述的装置中，优选的，所述滤除段的内包层外表面与所述无芯光纤之间为线接触，线接触是通过在所述玻璃套管的外侧用氢氧焰进行加热得到。通过加热，使无芯光纤与内包层外表面有熔融接触，且接触程度可根据加热时间或温度的变化进行调节，从而改变包层光耦合出去的速度，实现包层光在滤除装置上均匀而快速地剥离。由于倏逝波耦合速度非常快，一般线接触就可符合要求。

上述的装置中，优选的，所述滤除段的内包层外围均匀排满6根去除涂覆层的无芯光纤。无芯光纤通常由处于中心的硅酸盐玻璃（实心结构）及处于外侧的涂覆层构成，无芯光纤在滤除段上的排布数目可根据需要滤除包层光的多少决定，当滤除段的内包层外围沿圆周方向排满去除涂覆层的无芯光纤时，可达到非常好的滤除效果。

上述的装置中，所述玻璃套管优选纯石英套管、硅酸盐玻璃套管或磷酸盐玻璃套管，更优选纯石英套管，当然，该玻璃套管也可以是其它折射率等于或大于无芯光纤折射率的材料。

上述的装置中，优选的，所述双包层传能光纤的外包层与涂覆层为同一介质。

上述的装置中，所述滤除段的长度优选5cm～20cm（当有多段滤除段时，该长度指每一段滤除段的长度），滤除段的长度不限于此，可根据需要滤除包层光的多少决定。