[发明专利]一种高功率单模光纤激光器

权利要求书

1.一种高功率单模光纤激光器，其特征在于，所述单模光纤激光器至少包括：前向泵浦模块(1)，低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)、后向泵浦模块(5)和激光输出模块(6)；其中前向泵浦模块(1)和后向泵浦模块(5)均包括光输出光纤和输入端光纤，前向泵浦模块(1)的光输出光纤与低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)的一端通过光纤熔接连接成一体；后向泵浦模块(5)光输出光纤与低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)的另一端连接通过光纤熔接连接成一体，后向泵浦模块(5)的输入端光纤和激光输出模块(6)通过光纤熔接连接成一体；所述低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)为掺单一稀土离子的石英玻璃光纤，所述低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)在泵浦吸收最强波长处的包层吸收系数为0.3dB/m-0.8dB/m，纤芯直径为25μm-50μm，包层直径为400μm-1000μm，纤芯数值孔径为0.03-0.055。

2.如权利要求1所述的单模光纤激光器，其特征在于，所述的稀土离子包括镱离子、铒离子、铥离子、钬离子。

3.如权利要求1所述的单模光纤激光器，其特征在于，所述的单模光纤激光器能够用于激光振荡器，当用作激光振荡器时，分别在前向泵浦模块(1)与低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)之间的光纤上插入高反射率光纤光栅(2)；在低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)和后向泵浦模块(5)之间插入低反射率光纤光栅(4)。

4.如权利要求3所述的单模光纤激光器，其特征在于，所述高反射率光纤光栅(2)的中心波长对应低掺杂大模场低数值孔径增益光纤增益最大的波长范围，所述高反射率光纤光栅(2)的反射率为99％，反射带宽为1nm-3nm，光纤纤芯、包层直径和数值孔径参数与低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)相同，所述低反射率光纤光栅(4)的中心波长与高反射率光纤光栅(1)中心波长相同；低反射率光纤光栅的反射率为15％-5％，反射带宽为0.1nm-2nm，光纤纤芯、包层直径和数值孔径参数与低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)相同，两种光纤光栅均通过光纤熔接分别与低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)和前向泵浦模块(1)或后向泵浦模块(5)连接。

5.如权利要求4所述的单模光纤激光器，其特征在于，所述低反射率光纤光栅(4)和高反射率光纤光栅(1)中心波长的范围为1060nm-1090nm。

6.如权利要求1所述的单模光纤激光器，其特征在于，所述的单模光纤激光器能够用作激光放大器，所激光放大器包括：种子源(7)；种子源(7)的输出光纤与前向泵浦模块(1)输入端光纤熔接成一体；所述种子源(7)的中心波长对应低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)增益最大的波长范围，种子源的输出功率50W-300W。

7.如权利要求1-6中任一项所述的单模光纤激光器，其特征在于，所述激光输出模块(6)包含包层光滤除器和光纤输出端帽，所述激光输出模块(6)使用光纤的纤芯直径与数值孔径不小于后向泵浦模块(5)信号光输出光纤的纤芯直径与数值孔径。

8.如权利要求1-6中所述的单模光纤激光器，其特征在于，所述前向泵浦模块(1)和后向泵浦模块(5)光学结构相同，具有光输出光纤、输入端光纤和泵浦信号耦合器，泵浦光通过泵浦信号耦合器注入光输出光纤的光纤内包层中，进而传导进入低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)；所述输入端光纤能够传导种子源输出的信号光或者将低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)的光输出通过输入端光纤纤芯传导到激光输出模块(6)，输入端光纤的纤芯数值孔径与纤芯直径不小于低掺杂大模场低数值孔径增益光纤(3)的纤芯数值孔径与纤芯直径。

9.如权利要求1所述的单模光纤激光器，其特征在于，所述前向泵浦模块(1)和后向泵浦模块(5)的输出光的中心波长为976nm。