[发明专利]具有非均匀配置的光纤-光纤棒多模放大器的超大功率单模激光器系统

摘要

一种大功率光纤激光器系统包括：配置为在自由空间上延伸的光纤放大器的增量器、泵浦源以及包括反射元件的激光头，其中反射元件接收泵浦光并沿反向传播方向向增量器的输出端反射。增量器配置有同心且共同延伸的截锥形多模(“MM”)纤芯以及围绕纤芯的包层。所述纤芯包括模式变换区域，模式变换区域在小直径SM输入纤芯端和大直径MM输出纤芯端之间扩展，并配置使得当从输入纤芯端相输出纤芯端传播单模(“SM”)信号光时基本抑制对高阶模的放大。激光头分别从对应泵浦光传输光纤和信号光纤的端面接收输出。泵浦源构造为具有围绕增量器布置的多个独立子泵浦源。激光头支持分段式反射镜，所述分段式反射镜配置为沿反向传播方向将来自对应子泵浦源的泵浦光反射到增量器的输出端，其中增量器配置为发射基本为SM的高达MW功率等级的已放大信号光。

主权项

1.一种单模“SM”超大功率光纤激光器系统，包括：单模“SM”振荡器，发射单模“SM”信号光，沿输入无源光纤导引所述单模“SM”信号光；未约束的传输线缆，沿纵轴为中心；细长形光纤增量器，延伸通过所述传输线缆，其中所述增量器的输入端熔接所述输入无源光纤，并且其中所述增量器具有同心且共同延伸的多模“MM”纤芯以及围绕MM纤芯的至少一个包层，所述MM纤芯是非均匀形状的并包括模式变换区域，所述模式变换区域在小直径输入侧均匀形状的纤芯区域和大直径输出侧均匀形状的MM纤芯区域之间扩展，并配置使得在沿着MM纤芯的传播方向上传导SM信号光，基本抑制对高阶模式的放大；激光头，直接容纳增量器的输出端；多个未约束的泵浦光输出光纤，彼此间隔开并与传输线缆间隔开，每个输出光纤沿传播方向传导MM泵浦光；以及反射镜，安装在激光头端部并配置为沿着反向传播方向将泵浦光重新引导入增量器的输出端，其中增量器发射基本为SM的kW到MW范围的信号光，且所述反射镜配置有中心开口，所述中心开口与MM纤芯共轴并且尺寸被定制为使沿着传播方向的信号光穿过。