[发明专利]光纤激光器的光纤光栅和光纤激光器

说明书

本发明提供了一种光纤激光器的光纤光栅和光纤激光器，应用于光纤激光器，光纤光栅为啁啾光纤光栅，包括：光纤光栅的长度至少为50mm。本发明提供的光纤光栅在满足光纤光栅发射率和谱宽的条件下，尽量增加光栅的长度，从而减小了光栅的啁啾系数，这样对光纤纤芯的折射率的变化要求会减小很多，甚至可以省去对光纤紫外光的增敏工序，使得在刻写光栅时的单位长度光栅上紫外光的照射时间减少，对光纤纤芯中材料的破坏变小，继而达到光纤光栅在工作时单位长度的发热量减小的技术效果，缓解了现有技术中存在的光纤光栅在工作时的发热系数过高的技术问题。

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，尤其是涉及一种光纤激光器的光纤光栅和光纤激光器。

背景技术

近十年来，基于全光纤的激光系统已被广泛应用于各种领域，例如激光切割，激光焊接，等。随着其应用的不断推广，对激光的输出功率要求也越来越高，千瓦以下已不能满足要求，单纤功率需求更多是在2000瓦6000瓦，这就要求光纤激光震荡腔中各种器件能在更高的功率下工作。

光纤激光震荡腔有两个光纤光栅作为光反射镜，一个是在泵浦光输入端，是一个宽谱高反镜(High Reflection，HR)，反射率一般大于99.5％，谱宽2-5纳米。另一个在激光腔输出端(Output Coupler，OC)，反射率比较低，5-30％，谱宽0.5-1纳米。

光纤激光震荡腔的每个器件在工作是都会发热，激光器功率越高，器件就越热。如果器件过热，长期使用过程中会起火烧坏，整个激光器就不能再继续使用。因而每个器件发热特性决定了激光器的使用寿命范围及最大输出功率。

目前用于千万级光纤激光器的光栅都带有用于散热的金属封装壳子，壳子会安装在水冷盘子上进一步散热，并要求壳体的发热系数小于0.03C/W，即激光在1000瓦的输出时，壳体的温升需小于30度。用于生产大功率激震荡腔中光栅的无源光纤光敏性较低，因在光栅在用紫外光照射刻写之前，需对光纤预先载氢已提供其光敏性，对于30微米以上芯径的无源光纤，其光敏性更低。目前HR和OC在生产时都使用啁啾相位掩模板，刻写长度比较短的光栅(10-30毫米)，栅区再涂覆后封装在金属壳子中来达到有效散热的效果。HR的反射率比较高，光栅的长度有限，刻写时需在光纤芯中产生很大的折射变化来达到高反射率，紫外光照射时间也比较长，继而对光纤纤芯材料的光学特性改变比较大，发热要比OC更明显。紫外光在纤芯中造成的折射变化越小，纤芯的光学特性越接近原始光纤纤芯特性，发热就越低。

目前这种方法生产的光栅在工作时的发热系数仍然过高，不适合数千瓦输出功率的激光器。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光纤激光器的光纤光栅和光纤激光器，以缓解了现有技术中存在的工作时的发热系数过高的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种光纤激光器的光纤光栅，应用于光纤激光器，所述光纤光栅为啁啾光纤光栅，包括：所述光纤光栅的长度至少为50mm。

进一步地，所述光纤光栅的啁啾系数为0.03nm/cm～0.2nm/cm。

第二方面，本发明实施例还提供了一种光纤激光器，所述光纤激光器包括光纤激光震荡腔，所述光纤激光震荡腔包括上述第一方面所述的光纤光栅。

进一步地，所述光纤光栅设置于所述光纤激光震荡腔的泵浦光源输入端。

进一步地，所述光纤光栅的反射率至少为99.5％。

进一步地，所述光纤光栅的长度至少为100mm。

进一步地，所述光纤光栅设置于所述光纤激光震荡腔的输出端。

进一步地，所述光纤光栅的反射率为5％～30％。

进一步地，所述光纤光栅的长度至少为50mm。