[发明专利]基于动态光栅的多环形腔高功率单纵模激光器

说明书

本发明适用于激光技术领域，提供了基于动态光栅的多环形腔高功率单纵模激光器，该激光器包括多个器件，多个器件分别为：半导体激光器，合束器、长度为2.5m的铒镱共掺双包层光纤，一个包层功率剥离器、一个光纤环形器、一段长度为3m的低掺杂保偏掺铒光纤，两支分束比20:80的2×2保偏光纤耦合器，一支偏振控制器、一支分束比为10:90的1×2保偏输出耦合器、一支高反射率光纤布拉格光栅。本发明提出基于动态光栅的多环形腔结构，双包层泵浦铒镱共掺光纤的高功率单纵模激光器，获得了线宽kHz量级、百毫瓦功率输出的单纵模激光输出，基于通过优化环形腔内参数结构，这种组合是输出功率突破W量级1550nm波段连续单频激光器的可靠方法。

技术领域

本发明属于激光技术领域，尤其涉及基于动态光栅的多环形腔高功率单纵模激光器。

背景技术

1.4μm-2.1μm是“人眼安全”波段，为近红外激光的大气透过率，1.55μm波段作为常用的大气传输近红外窗口，此波段对大气的透过率较高，损耗小。

人眼在1.55μm波段的损伤阈值要比在1064nm波段的损伤阈值高出四个数量级，此外，人眼的最大允许曝光量在1.5μm波长下比2μm波段激光高十倍。

由于1.55μm波段的光纤器件相比其他波段的光纤器件已经发展成熟，所以容易实现全光纤化结构，具有结构紧凑，体积小，且便于运输等优势。但是现有的掺铒单纵模激光器存在环境稳定性弱、输出功率低等缺点。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供基于动态光栅的多环形腔高功率单纵模激光器，旨在解决现有单谐振腔光纤激光器输出单纵模激光功率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了基于动态光栅的多环形腔高功率单纵模激光器，包括多个器件，多个器件分别为：

半导体激光器，所述半导体激光器通过串联作为泵浦源；

合束器，所述合束器用于将泵浦源耦合进腔内；

铒镱共掺双包层光纤，所述铒镱共掺双包层光纤作为增益光纤为激光器提供反转粒子，其双包层结构可进行包层泵浦方式；

包层功率剥离器，所述包层功率剥离器用于过滤掉包层中未被吸收的泵浦光；

光纤环形器，所述光纤环形器被用作环形腔激光器的单向器，激光从1端口进入2端口，经过高反射光纤光栅的反射后，从环形器的3端口输出；

低掺杂保偏掺铒光纤，所述低掺杂保偏掺铒光纤处于未泵浦状态，经高反光栅和环形器的激光相向传输，到达在低掺杂光纤中形成动态光栅，起到窄带滤波作用；

保偏光纤耦合器，所述保偏光纤耦合器用于构建子环形腔和主环形腔的并联；

偏振控制器，所述偏振控制器用于调节腔内的偏振态，对单纵模稳定振荡起到调节作用；

保偏输出耦合器，90％的激光被输出谐振腔外，10％的激光继续在谐振腔内振荡放大；

高反射率光纤布拉格光栅，激光经高反光栅反射后进入腔内。

进一步的，所述铒镱共掺双包层光纤的长度为2.5m。

进一步的，所述低掺杂保偏掺铒光纤的长度为3m。

进一步的，所述保偏光纤耦合器的数量为两支，两支保偏光纤耦合器的分束比20:80。

进一步的，所述保偏输出耦合器的数量为一支，分束比为10:90。

进一步的，所述铒镱共掺双包层光纤对976nm泵浦光的吸收系数为3.47dB/m。

进一步的，所述基于动态光栅的多环形腔高功率单纵模激光器的总腔长12m，激光器中多个器件被高温胶带固定在水冷盘上，水冷机温度设为12度，对整个激光系统进行水循环冷却。