[发明专利]一种高功率柱矢量光纤激光器

权利要求书

1.一种高功率单一柱矢量光纤激光器，其特征在于，包括单一柱矢量模式输出的光纤激光器，一级放大器，二级放大器，三级放大器以及输出端件，所述单一柱矢量模式输出的光纤激光器输出端的尾纤熔接在一级放大器的信号端尾纤上，所述二级放大器熔接在一级放大器和三级放大器之间，且所述三级放大器的另一尾纤端与输出端件熔接，且所述输出端件通过在三级放大器输出光纤端面熔接一个石英块，并在石英块输出端面镀上增透膜制作而成。

2.根据权利要求1所述的高功率单一柱矢量光纤激光器，其特征在于，所述单一柱矢量模式输出的光纤激光器为线性腔单一柱矢量模式输出的连续光纤激光器，其包括环形芯光纤以及依次通过尾纤熔接的泵浦源、波分复用器、输入光栅、增益光纤、光纤模式过滤器以及输出光栅，且所述输出光栅另一尾纤端作为激光器的输出端。

3.根据权利要求1所述的高功率单一柱矢量光纤激光器，其特征在于，所述单一柱矢量模式输出的光纤激光器为线型腔单一柱矢量模式输出脉冲光纤激光器，其包括环形芯光纤以及依次通过尾纤熔接的泵浦源，波分复用器，输入光栅，增益光纤、光纤模式过滤器、可饱和吸收体以及输出光栅，且所述输出光栅另一尾纤端作为激光器的输出端。

4.根据权利要求1所述的高功率单一柱矢量光纤激光器，其特征在于，所述单一柱矢量模式输出的光纤激光器为环腔单一柱矢量模式输出脉冲光纤激光器，其包括环形芯光纤以及依次通过尾纤熔接相连的泵浦源，波分模分复用器，增益光纤、光纤模式过滤器、可饱和吸收体、隔离器和耦合器，且所述耦合器另一尾纤端作为激光器的输出端。

5.根据权利要求2、3或4所述的高功率单一柱矢量光纤激光器，其特征在于，所述环形芯光纤的纤芯部分是环形的导模层，导模层内部为低折射率层，导模层外部为包层，其中，所述导模层通过在二氧化硅中掺锗制作而成，所述低折射率层材料为空气或普通二氧化硅，所述包层为纯二氧化硅，且所述导模层的折射率与包层折射率之差为0.02-0.04，且所述导模层厚度为1μm-3μm；所述增益光纤为在环形芯光纤的导模层中掺杂稀土元素制作而成；所述光纤模式过滤器是通过将环形芯光纤的包层腐蚀至0.5-3μm厚，再在包层表面镀上50-500nm厚的金属膜层制成的。

6.根据权利要求2或3所述的高功率单一柱矢量光纤激光器，其特征在于，所述输入光栅采用刻制在环形芯光纤上的光栅，其对1064nm波段的LP11模式的反射率为50％-100％，而对于975nm波段的泵浦光完全透过，所述输出光栅采用刻制在环形芯光纤上的光栅，其对LP11模式的反射率为10％-99％。

7.根据权利要求3或4所述的高功率单一柱矢量光纤激光器，其特征在于，所述可饱和吸收体是先将环形芯光纤侧面抛磨或腐蚀，使得环形芯光纤的包层厚度减少至0-3μm，然后将可饱和吸收体薄膜覆盖在环形芯光纤抛磨面而制成。

8.根据权利要求4所述的高功率单一柱矢量光纤激光器，其特征在于，所述波分模分复用器通过将普通单模光纤与环形芯光纤熔融拉锥或侧边抛磨熔接制作而成，所述隔离器的尾纤是环形芯光纤，所述耦合器是通过两根环形芯光纤熔融拉锥或侧边抛磨后熔接制作而成，输出比为1％-90％。

9.根据权利要求1-4和8中任一项所述的高功率单一柱矢量光纤激光器，其特征在于，所述一级放大器，二级放大器以及三级放大器均由依次通过尾纤熔接的(N+1)泵浦合束器，第二隔离器和双包层大模场环形芯掺镱光纤构成，其中，N取1或2-8中的偶数值，所述(N+1)泵浦合束器采用多根多模光纤与一根双包层环形无源光纤侧边抛磨熔接制作而成，所述第二隔离器尾纤为双包层环形无源光纤，且所述双包层大模场环形芯掺镱光纤包括依次由内向外设置的纤芯、导模层、内包层以及涂覆层，且所述导模层为多层掺镱高折射率层与多层低折射率层交错排列，其中所述高折射率层与低折射率层的折射率之差大于0.02，每一层的厚度在0.5μm-3μm；所述双包层环形无源光纤与双包层大模场环形芯掺镱光纤的区别在于其高折射率层并未掺杂镱。

10.根据权利要求3、4或8所述的高功率单一柱矢量光纤激光器，其特征在于，在单一柱矢量模式输出的光纤激光器和一级放大器之间还熔接有啁啾光纤光栅，且所述输出端件还包括有体光栅对、高反镜以及反射镜。