[发明专利]一种光纤及含有该光纤的光纤激光器

说明书

技术领域

本发明属于特种光纤制备技术和光纤激光器领域，具体为一种用于光纤激光器的新型结构的光纤，以及含有该光纤的光纤激光器。

背景技术

近年来，光纤激光器得到了飞速发展，尤其是双包层光纤发明以来，光纤激光器输出功率从毫瓦级攀升至万瓦级。而目前全光纤激光器结构中包含很多熔接点，随着功率增长，熔接点处聚集的热量成为制约光纤激光器光束质量、稳定性及输出功率的重要因素之一。

目前常规的光纤激光器由泵浦源、一对光纤光栅和有源掺稀土光纤构成，这些器件的连接都要依靠光纤熔接。当两端光纤几何尺寸、数值孔径等有偏差的时候，就会引起较大的熔接损耗，从而有很多的光能量在此聚集，给光纤带来极大的热负担，影响激光器整体的承受功率。因此，最大限度地减少熔接点是提高光纤激光器可承受功率的一个途径。

此外，目前的光纤光栅绝大部分是利用掺锗光纤的光敏性制备的，但是在掺杂光纤中加入锗元素会降低光纤的损伤阈值并增加数值孔径，不利于高功率光纤激光器的搭建同时光纤光栅都是刻在掺锗的无源光纤上，然后再熔接在掺杂光纤两端，这样就会增加激光器的熔接点，增加损耗并且降低激光器的稳定性。

发明内容

本发明提供了一种光纤及含有该光纤的光纤激光器，其目的在于使光纤激光器可以最大限度地减少熔接点的数量，并能有效地提高泵浦光吸收效率，从而解决光纤激光器中的热问题，提高激光器输出质量，由于引入了铈元素，使得光纤激光器还具有抗光子暗化和抗辐照特性。

本发明提供的一种光纤，包括外包层、保护层和纤芯，其特征在于，所述纤芯由一根带有纯石英内包层的稀土掺杂有源纤芯，以及n根纯石英泵浦纤芯组成，n≥1；所述泵浦纤芯与所述有源纤芯相互接触，但并不熔融在一起，接触部位的展开长度大于等于泵浦纤芯周长的1/10，能够使光从泵浦纤芯单向耦合到有源纤芯。

本发明提供的含有上述光纤的光纤激光器，其特征在于，它还包括谐振腔和半导体激光器，在所述有源纤芯的一端刻写相应波长的高反光栅，另一端刻写相应波长的低反光栅，高反光栅和低反光栅共同作为所述谐振腔，所述泵浦纤芯与所述半导体激光器相熔接。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种光纤及含有该光纤的光纤激光器，具体而言，本发明的有益效果为：

1.利用掺铈的有源光纤的光敏特性，在有源纤芯上直接刻写光栅作为激光器的谐振腔，避免了常规结构中光栅与有源纤芯熔接点对激光器性能的影响，并可以提高光纤激光器的抗辐照和抗光子暗化性能。

2.本发明采用新型结构光纤，使得在有源纤芯长度方向上一直有泵浦光耦合进有源纤芯，不仅可以提高泵浦光吸收效率，而且降低了光纤的热负载，保证了光纤激光器的可靠性和稳定性。

3.应用本发明的光纤激光器，利用直接刻写在有源纤芯上的一对光纤光栅作为谐振腔，减少了激光器内部的熔接点，避免了有源纤芯与光栅数值孔径不匹配而引入的插入损耗和热负载，提高了光纤激光器的稳定性。

附图说明

图1为本发明提供的光纤的第一种具体实施方式的截面结构示意图(n＝6，纤芯均为圆形)；

图2为本发明提供的光纤的第二种具体实施方式的截面结构示意图(n＝1，纤芯均为圆形)；

图3为本发明提供的光纤的第三种具体实施方式的截面结构示意图(n＝2，光纤纤芯均为圆形)；

图4为本发明提供的光纤的第四种具体实施方式的截面结构示意图(n＝1，纤芯均为八边形)；

图5为利用所发明的新型光纤而搭建的光纤激光器示意图；

图6为利用所发明的新型光纤而搭建的激光器示意图；

图中，保护层101，外包层102，泵浦纤芯103，有源纤芯104，掺杂区域105，输出端口301，半导体激光器302，低反光栅303，高反光栅304。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。