[发明专利]一种三包层光纤、泵浦合束器、光纤光栅和光纤激光器

权利要求书

1.一种光纤激光器，其特征在于，包括第一泵浦合束器和第二泵浦合束器，其中，所述第一泵浦合束器的激光输出光纤采用的是三包层无源光纤，所述第二泵浦合束器的泵浦光输出光纤和激光输出光纤采用的是三包层无源光纤；所述三包层无源光纤包括纤芯、覆盖在纤芯外面的内包层、覆盖在内包层外面的外包层和覆盖在外包层外面的涂覆层；

所述光纤激光器还包括由多个第一泵浦源组成的第一泵浦阵列、第一光纤光栅、第一级有源光纤、第二光纤光栅、第二级有源光纤、模式剥离器、激光输出头和由多个第二泵浦源组成的第二泵浦阵列，第一泵浦阵列、第一泵浦合束器、第一光纤光栅、第一级有源光纤、第二光纤光栅、第二级有源光纤、第二泵浦合束器、模式剥离器和激光输出头在光路上依次连接，第二泵浦合束器的输入端与第二泵浦阵列光路连接；

第一级有源光纤和第二级有源光纤均是三包层有源光纤；所述三包层有源光纤包括纤芯、覆盖在纤芯外面的内包层、覆盖在内包层外面的外包层和覆盖在外包层外面的涂覆层；所述三包层有源光纤的外包层由掺杂氟或硼的石英基玻璃组成。

2.如权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述第一泵浦合束器是(18+1)×1的泵浦合束器；所述第二泵浦合束器是(6+1)×1的泵浦合束器；第一泵浦阵列是由6个至18个第一泵浦源组成的，第二泵浦阵列是由6个第二泵浦源组成的。

3.如权利要求2所述的光纤激光器，其特征在于，纤芯、内包层和外包层的横截面形状均为圆形；

所述第一泵浦合束器的激光输出光纤采用的三包层无源光纤的纤芯的直径在10~50微米之间；内包层的直径在250~800微米之间，外包层的直径大于内包层的直径，外包层的直径在300~1000微米之间；

所述第二泵浦合束器的泵浦光输出光纤采用的三包层无源光纤的纤芯的直径在10~50微米之间，内包层的直径在250~800微米之间，外包层的直径大于内包层的直径，外包层的直径在300~1000微米之间；所述第二泵浦合束器的激光输出光纤采用的三包层无源光纤的纤芯的直径在10~50微米之间，内包层直径在80~100微米之间，外包层直径在110~130微米之间。

4.如权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，第一光纤光栅是采用基于三包层无源光纤的反射率范围为85%~99.5%之间的光纤光栅，第二光纤光栅是采用基于三包层无源光纤的反射率范围为8%~22%之间的光纤光栅；模式剥离器和激光输出头均采用大模场三包层无源光纤。

5.如权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，每个第一泵浦源和第二泵浦源的输出泵浦光的NA值在0.1~0.22之间，输出功率在200~500W之间，输出波长具有915nm与975nm两个峰值。

6.如权利要求2所述的光纤激光器，其特征在于，第一泵浦合束器具有18根泵浦光输入光纤、1根输入光纤和1根激光输出光纤，其中18根泵浦光输入光纤参数与第一泵浦源的输出光纤参数相同；第一泵浦源的输出光纤与第一泵浦合束器的泵浦光输入光纤相连接；

第二泵浦合束器具有6根泵浦光输入光纤、1根激光输出光纤和1根泵浦光输出光纤，其中6根泵浦光输入光纤参数与第一泵浦源的输出光纤参数相同；第二泵浦合束器通过激光输出光纤与模式剥离器光路连接；第二泵浦合束器通过泵浦光输入光纤与第二泵浦源光路连接；第二泵浦合束器通过泵浦光输出光纤与第二级有源光纤光路连接。

7.如权利要求4所述的光纤激光器，其特征在于，第一光纤光栅和第二光纤光栅采用的三包层无源光纤包括纤芯、覆盖在纤芯外面的内包层、覆盖在内包层外面的外包层和覆盖在外包层外面的涂覆层；纤芯、内包层和外包层的横截面形状均为圆形，所述三包层无源光纤的纤芯的直径在10~50微米之间，内包层的直径在250~800微米之间，外包层的直径大于内包层的直径，外包层的直径在300~1000微米之间。

8.如权利要求4或7所述的光纤激光器，其特征在于，所述三包层有源光纤的内包层的横截面形状为正八边形，纤芯、外包层和涂覆层的横截面形状均为圆形。