[发明专利]一种光谱合束的大功率光纤激光器

说明书

本发明涉及光纤激光器技术领域，特别涉及一种光谱合束的大功率光纤激光器。包括可选择波长的光纤激光谐振外腔，可选择波长的光纤激光谐振外腔包括多个有源光纤侧泵浦模块及设置于多个有源光纤侧泵浦模块两侧的全反射腔镜和输出腔镜，有源光纤侧泵浦模块的全反射端与全反射腔镜之间及有源光纤侧泵浦模块的输出端与输出腔镜之间均依次设有转换透镜和波长选择元件，在可选择波长的光纤激光谐振外腔内，多个有源光纤侧泵浦模块发出的光纤激光以不同的波长振荡，位于有源光纤侧泵浦模块输出端的波长选择元件将多个有源光纤侧泵浦模块发出的激光光束合为一路输出。本发明采用多模有源光纤，提高了光纤激光器的功率，并且两侧加光栅改善了可靠性。

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，特别涉及一种光谱合束的大功率光纤激光器。

背景技术

光纤激光器是以有源光纤为增益介质的激光器。有源光纤的纤芯掺杂不同的稀土元素，可吸收泵浦光，并为激光提供增益。光纤激光器具有能量转化率高、结构紧凑稳定、散热性能好等优点，得到快速发展。

将多个光纤激光器进行光谱合束是增大光纤激光器功率的有效方法。如图1所示，目前常用的光谱合束光纤激光器包含多个有源光纤2.4，在每个有源光纤2.4的两端加工光纤光栅2.3。光纤光栅2.3只反射选定波长的光束，使选定波长的光束可在光纤中往返传播形成振荡。这样，光纤光栅2.3起到谐振腔的腔镜的作用同时可选择波长。不同的有源光纤两端的光纤光栅参数不同，从而选择不同的起振波长。用泵浦源2.1对有源光纤进行端泵浦，泵浦光2.1.1由有源光纤2.4的泵浦端入射到有源光纤2.4中。有源光纤2.4的输出端有一定的透射率，使起振波长的光束输出。有源光纤2.4输出的光束经转换透镜2.6后准直为近平行光束。不同的有源光纤2.4输出的光束经转换透镜2.6转换为不同角度的近平行光束后照射在光栅2.7上，被光栅2.7合为一路后输出。然而光纤光栅一般只用于单模光纤，而单模有源光纤的芯径较小，输出功率相应地受到限制。相比之下，多模有源光纤可以实现较大的输出功率。

如图2所示，目前常用的另一种光谱合束光纤激光器包含多个种子光放大模块3.1。如图3所示，种子光源3.1.1出射的激光光束具有比较精确的波长，但功率较小。种子光源3.1.1出射的激光光束通过光纤合束器3.1.3注入有源光纤的纤芯，泵浦源发出的泵浦光也通过光纤合束器注入有源光纤。激光光束在有源光纤中被放大，并从种子光放大模块3.1中输出。不同的种子光放大模块3.1输出的波长不同，经过转换透镜后变为近平行光束，以不同的角度照射在光栅上，被光栅合为一路后输出。种子光放大模块的结构较为复杂，并且需要能够精确控制波长的种子光源，成本也较高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种光谱合束的大功率光纤激光器，该光纤激光器不采用光纤光栅，可以采用多模有源光纤，提高激光器输出功率的同时，增强波长合束的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光谱合束的大功率光纤激光器，包括可选择波长的光纤激光谐振外腔，所述可选择波长的光纤激光谐振外腔包括多个有源光纤侧泵浦模块及设置于多个所述有源光纤侧泵浦模块两侧的全反射腔镜和输出腔镜，所述有源光纤侧泵浦模块的全反射端与所述全反射腔镜之间及所述有源光纤侧泵浦模块的输出端与所述输出腔镜之间均依次设有转换透镜和波长选择元件，在所述可选择波长的光纤激光谐振外腔内，多个所述有源光纤侧泵浦模块发出的光纤激光以不同的波长振荡，位于所述有源光纤侧泵浦模块输出端的所述波长选择元件将多个所述有源光纤侧泵浦模块发出的激光光束合为一路输出。

优选地，所述有源光纤侧泵浦模块包括有源光纤、泵浦光纤、泵浦源及泵浦耦合元件，所述泵浦源通过所述泵浦光纤与所述有源光纤连接，所述泵浦源与所述有源光纤之间设有用于将泵浦光耦合至所述有源光纤内的泵浦耦合元件。