[发明专利]一种圆柱形排布的双包层光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤激光器技术，特别是一种圆柱形排布的双包层光纤激光器。

背景技术

在双包层光纤激光器中，泵浦光要进入内包层才能起到泵浦作用。在现有技术中，光纤激光器是通过聚焦使泵浦光进入光纤的两端。由于一根光纤只有两个端面，每个端面有一定的破坏域值，这就限制了总的泵浦能量。另一种结构是将光纤盘成像蚊香盘的形状，即一圈一圈地盘成一个圆盘状。通过去掉侧面外包层，对光纤纤芯进行泵浦，虽可增大泵浦光的耦合，但由于蚊香盘的结构中心部分圆周长远小于外围部分，

要达到均匀泵浦（即每隔一定距离有一个泵浦源）在技术上比较复杂。

发明内容

本发明是将双包层光纤盘成圆柱形，每一圈的周长是一定的，沿着圆柱形的一条圆外切线去掉外包层作为耦合泵浦窗口，形成长条形的耦合泵浦窗口，正好合适与条状半导体结构阵列的泵浦源条状的输出相匹配，从而实现高泵浦效率、高功率输出的双包层光纤激光器。

本发明技术方案如下：将双包层光纤1盘绕成圆柱体6，沿着圆柱体6的一条圆外切线O₁O′将双包层光纤1的外包层去掉，露出一长条内包层作为耦合泵浦窗口2,由泵浦源4发射的激光束对准圆柱体6上的耦合泵浦窗口2,在耦合泵浦窗口2与泵浦源4之间置有聚焦透镜3，耦合泵浦窗口2在聚焦透镜3的焦点上。其中耦合泵浦窗口2的中心线O₁O′与聚焦透镜3的纵向中心轴线O₂O″和泵浦源4发光面的纵向中心轴线O₃O″′在同一平面上相互平行。置于双包层光纤1两端外面有全反射镜5和部分反射镜7构成激光谐振腔。

所说的泵浦源4的泵光波长应与双包层光纤1中纤芯材料的吸收波长相匹配，例如对于掺杂Yb³⁺离子的材料，其吸收峰在915nm及975nm，则泵浦源4的波长可选择915nm或选择975nm。对于其它稀土离子，泵浦波长要随纤芯的吸收率而定。因为圆柱体6上的耦合泵浦窗口2是一长条，因此泵浦源4的发光面也与之相对应，是一长条发光面。若圆柱体6较长，则泵浦源4是长发光面的半导体激光器或半导体激光器阵列。

所说的聚焦透镜3为焦斑是线状的柱面镜或是微柱透镜阵列。

所说的双包层光纤1的纤芯材料是激光工作物质，是掺杂稀土离子的晶体或是掺杂稀土离子的玻璃，双包层光纤1的内包层横截面外形是矩形或正方形。

具有长发光面的泵浦源4发射出波长与双包层光纤1纤芯材料的吸收波长相匹配的泵浦光束，经过聚焦透镜3聚焦成一条线状光斑恰好聚焦在圆柱体6长条形的耦合泵浦窗口2上，通过内包层泵浦纤芯，使纤芯的激光工作物质受激发射，在激光谐振腔内产生激光振荡，由部分反射镜7输出激光束。

本发明的双包层光纤激光器与现有技术相比，构成圆柱体6的每一圈的直径是相等的，所以泵浦光均匀，结构简单紧凑，泵浦效率高，能够获得高功率光束质量好的激光输出，是一种较理想的双包层光纤激光器。

附图说明

图1为本发明圆柱形排布的双包层光纤激光器的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，，双包层光纤1的纤芯材料是掺杂Yb³⁺离子的石英玻璃，波长的吸收峰在915nm和975nm。泵浦源4是半导体激光二极管阵列，泵浦源4有两块阵列，与之相对应的聚焦透镜3也有两块长柱面透镜。双包层光纤1长50m,纤芯直径9μm，内包层横截面为330×170μm，外包层横截面为350×190μm.全反镜5是对1.1μm波长的全反射镜，部分反射镜7是对1.1μm波长有部分反射。激光束从部分反射镜7处输出。本实施例的双包层光纤激光器输出为TEM_OO摸激光束，有良好的光束质量。