[发明专利]一种光纤光栅调Q的脉冲光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种脉冲光纤激光器，特别涉及光纤光栅调Q的脉冲光纤激光器。

背景技术

在材料表面打标、雕刻、科学实验等领域中，脉冲激光器得到广泛的应用。其中调Q激光器由于器具结构简单、性能稳定、成本较低的优势，在脉冲激光器中得到大量的采用。但是美中不足的是，现有的调Q脉冲光纤激光器中的调Q元件，通常采用声光晶体材料，体积大，两端需要增加光学准直才能将光信号送入和送出光纤。如何用全光纤材料的调制器成为脉冲光纤激光器的一个难点。只有采用了全光纤的调制器作为脉冲激光器的调Q元件，才能实现脉冲光纤激光器的光路全光纤化，达到光学一维集成的效果，这将有效地提高光路的整体效率和系统稳定性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种光纤光栅调Q的脉冲光纤激光器，该激光器采用可调谐的光纤光栅作为调Q元件，实现脉冲光纤激光器的光路全光纤化，提高光路的简洁性和稳定性。

本发明采用的技术方案是：一种光纤光栅调Q的脉冲光纤激光器，包括：固定波长光纤光栅、可调谐光纤光栅、有源掺杂双包层光纤、泵浦半导体激光器、光纤泵浦光合束器、泵浦驱动电路、压电陶瓷或磁致伸缩驱动电路、主控制电路和接口电路；固定波长光纤光栅和可调谐光纤光栅形成光纤激光器的两个反射镜，可调谐光纤光栅封装在压电陶瓷或磁致伸缩材料上，其特征在于：所述的可调谐光纤光栅上连接有外部驱动电路，在外部驱动电路的作用下，可调谐光纤光栅发生压缩或拉伸以改变其反射中心波长，与另一个固定波长光纤光栅的波长重叠和失配；使得脉冲光纤激光器发出周期性的脉冲激光输出。

所述的可调谐光纤光栅相对压缩或拉伸量为光纤光栅总长的0.5～5%，相应地引起反射中心波长的变化量为0.5～5%。

所述的可调谐光纤光栅采用等周期光纤光栅在压电陶瓷、或者磁致伸缩材料上进行封装而形成。

所述的可调谐光纤光栅的中心波长与固定波长光纤光栅的中心波长重叠，激光腔的损耗最小，发生激射；可调谐光纤光栅的中心波长与固定波长光纤光栅的中心波长失配，激光腔的损耗增大，激射停止。

本发明的有益效果：通过封装在压电陶瓷或磁致伸缩材料上的光纤光栅，在外部驱动电路的作用下调谐其中心波长，致使这个可调谐光纤光栅的中心波长周期性地与另一个固定波长光纤光栅的波长重叠和失配，从而达到周期性脉冲的激光输出。本激光器结构实现了光学元件的全一维光纤化，减小了耦合损耗，提高了系统稳定性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是光纤光栅压应力（或拉应力释放状态）和拉应力作用下的变形情况。

图3是可调谐波长的光纤光栅与固定波长的光纤光栅的反射光谱曲线。

图4是磁致伸缩材料封装后的可调谐波长的光纤光栅。

图中：101固定波长光纤光栅、102可调谐光纤光栅、103有源掺杂光纤、104泵浦半导体激光器、105光纤合束器、106泵浦激光器驱动电路、107压电陶瓷或磁致伸缩材料的驱动电路、108主控制电路、109接口电路、102-a压应力状态下的光纤光栅、102-b张应力状态下的光纤光栅、301固定波长光纤光栅的反射光谱、302可调谐光纤光栅的反射光谱、303张应力状态下的反射光谱、102-1带有光纤光栅的光纤、102-2磁致伸缩材料管、102-3电流线圈、102-4光纤光栅。

具体实施方式

由图1知，一种光纤光栅调Q的脉冲光纤激光器，由固定波长光纤光栅101、可调谐光纤光栅102、有源掺杂双包层光纤103、泵浦半导体激光器104、光纤泵浦光合束器105、光纤隔离器和准直器、泵浦驱动电路106、压电陶瓷或磁致伸缩驱动器107、主控制电路108和接口电路109组成，固定波长光纤光栅101和可调谐光纤光栅102形成光纤激光器的两个反射镜，可调谐光纤光栅102封装在压电陶瓷或磁致伸缩材料上，所述的可调谐光纤光栅102上连接有压电陶瓷或磁致伸缩驱动器107，压电陶瓷或磁致伸缩驱动器107压缩102-a或拉伸102-b可调谐光纤光栅102可改变可调谐光纤光栅102的反射中心波长，使光纤光栅102与另一个固定波长光纤光栅101的波长重叠和失配；使得脉冲光纤激光器发出周期性的脉冲激光输出。所述的可调谐光纤光栅102采用等周期光纤光栅在压电陶瓷、或者磁致伸缩材料上进行封装而形成。可调谐光纤光栅102的中心波长与固定波长光纤光栅101的中心波长重叠，激光腔的损耗最小，发生激射；可调谐光纤光栅102的中心波长与固定波长光纤光栅101的中心波长失配，激光腔的损耗增大，激射停止。