[发明专利]一种基于太阳光高效泵浦单频光纤激光器

权利要求书

1.一种基于太阳光高效泵浦单频光纤激光器，其特征在于，包括：单频激光种子源（1）、第一信号泵浦合束器（2）、第一多模光纤面板（3）、第一太阳光聚焦镜（4）、高增益光纤（5）、第二信号泵浦合束器（6）、第二多模光纤面板（7）、第二太阳光聚焦镜（8）、光滤波模块（9）和光隔离器（10）；单频激光种子源（1）与第一信号泵浦合束器（2）的信号输入端相连接，第一信号泵浦合束器（2）的泵浦端与第一多模光纤面板（3）的尾纤相连接，第一多模光纤面板（3）与第一太阳光聚焦镜（4）平行放置，第一信号泵浦合束器（2）的信号输出端与高增益光纤（5）的一端相连接；第二信号泵浦合束器（6）的信号输入端与高增益光纤（5）的另一端相连接，第二信号泵浦合束器（6）的泵浦端与第二多模光纤面板（7）的尾纤相连接，第二多模光纤面板（7）与第二太阳光聚焦镜（8）平行放置，光滤波模块（9）的输入端与第二信号泵浦合束器（6）的信号输出端相连接，光滤波模块（9）的输出端与光隔离器（10）的输入端相连接，最终放大的单频激光由光隔离器（10）的输出端输出。

2.根据权利要求1所述的基于太阳光高效泵浦单频光纤激光器，其特征在于：所述单频激光种子源（1）为光纤激光器、半导体激光器或非平面环形腔激光器，输出状态为连续或脉冲单频激光，且输出波段为1.0 μm波段、1.5 μm波段或2.0 μm波段。

3.根据权利要求1所述的基于太阳光高效泵浦单频光纤激光器，其特征在于：所述第一太阳光聚焦镜（4）和第二太阳光聚焦镜（8）为菲涅尔透镜、抛物面反射镜、多级聚光器或凸透镜中一个或多个的组合形式。

4.根据权利要求1所述的基于太阳光高效泵浦单频光纤激光器，其特征在于：所述高增益光纤（5）为发光离子高掺杂光纤，纤芯成分为磷酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、碲酸盐玻璃或氟化物玻璃基质材料。

5.根据权利要求1所述的基于太阳光高效泵浦单频光纤激光器，其特征在于：所述高增益光纤（5）的纤芯掺杂铬或铈离子，且还掺杂钕、镱、铒、铥或钬离子中一种或多种，其中铬、铈离子掺杂浓度大于0.1 wt%，钕、镱、铒、铥、钬离子的掺杂浓度大于1 wt%，所述离子在纤芯中为均匀掺杂。

6.根据权利要求1所述的基于太阳光高效泵浦单频光纤激光器，其特征在于：所述高增益光纤（5）为双包层光纤，纤芯直径为5～30 μm，内包层直径为125～1000 μm；内包层横截面形状为圆形、D形、四边形、六边形或八边形结构，纤芯数值孔径为0.04～0.20。

7.根据权利要求1所述的基于太阳光高效泵浦单频光纤激光器，其特征在于：所述高增益光纤（5）的使用长度为0.2-20 m。

8.根据权利要求1所述的基于太阳光高效泵浦单频光纤激光器，其特征在于：所述第一信号泵浦合束器（2）和第二信号泵浦合束器（6）均为（N+1）×1多路泵浦合束结构，且N≥2；两信号泵浦合束器的信号输入端、输出端所用无源双包层光纤的纤芯直径为5～30 μm，内包层直径为125～1000 μm；内包层横截面形状为圆形、D形、四边形、六边形或八边形结构，纤芯数值孔径为0.04～0.20；泵浦输入端所用光纤为多模光纤，且纤芯直径为105～400 μm，包层直径为125～440 μm，数值孔径为0.10～0.30。

9.根据权利要求1所述的基于太阳光高效泵浦单频光纤激光器，其特征在于：所述第一多模光纤面板（3）和第二多模光纤面板（7）均为通过将N根多模光纤紧密堆积、固定在一起形成光纤面板和阵列状结构，然后对光纤面板的端面进行研磨、抛光与镀膜得到，且N≥2；且镀膜层对400～1000 nm波段高透，透射率大于95%；对其它波长光高反，反射率大于95%。

10.根据权利要求1所述的基于太阳光高效泵浦单频光纤激光器，其特征在于：所述光滤波模块（9）为窄带光滤波器、窄带光纤光栅或F-P滤波器中一个或两个以上的组合形式。