一种光纤激光器的制作方法

1.本实用新型涉及激光器技术领域，具体涉及一种光纤激光器。


背景技术：

2.近年来，得益于大模场面积双包层光纤技术和高亮度半导体泵浦技术的快速发展，光纤激光器的输出功率有了大幅度的提升。伴随着激光能量密度和热负荷沉积的增加，受激拉曼散射效应成为了当前限制输出功率进一步提升的主要因素之一。目前，抑制受激拉曼散射的主要途径有：增大光纤的有效模场面积和缩短光纤长度，但这些方法都存在一定的局限性，比如：增大光纤模场面积的同时会导致模式不稳定现象的出现；缩短光纤长度能够提高受激拉曼散射的阈值，但随着功率的提升，受激拉曼散射仍然存在。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提出一种光纤激光器，可实现谐振腔内的拉曼光在传输放大之前被剥除，确保输出的信号光不受拉曼光的影响。
4.为达到上述目的，本实用新型提供了一种光纤激光器，其包括沿光路依次连接的第一包层光剥离器、正向合束器、第一反射光栅、第一倾斜光栅、增益光纤、第二倾斜光栅、第二反射光栅、反向合束器和第二包层光剥离器，还包括分别与正向合束器的泵浦端和反向合束器的泵浦端连接的第一泵浦半导体激光器和第二泵浦半导体激光器；第一倾斜光栅和第二倾斜光栅用于将拉曼光反射至包层里；第一包层光剥离器和第二包层光剥离器用于剥除包层里的拉曼光。
5.优选地，第一反射光栅为高反射率信号光栅，第一反射光栅在其工作波长的反射率＞99.9％，第二反射光栅为低反射率信号光栅，第二反射光栅在其工作波长的反射率＜10％。
6.优选地，第一倾斜光栅和第二倾斜光栅的中心波长与第一反射光栅和第二反射光栅的中心波长的一级受激拉曼散射频移波长一致。
7.优选地，第一倾斜光栅和第二倾斜光栅对拉曼光的反射率＞99.9％。
8.优选地，正向合束器和反向合束器均包括信号输入光纤、信号输出光纤和n个泵浦输入光纤，n为大于1的正整数；正向合束器的信号输入光纤和泵浦输入光纤均位于一侧，与正向合束器的信号输出光纤相背离；反向合束器的信号输出光纤和泵浦输入光纤均位于一侧，与反向合束器的信号输入光纤相背离。
9.优选地，第一反射光栅和第一倾斜光栅均刻写在正向合束器的信号输出光纤上；第二反射光栅和第二倾斜光栅均刻写在反向合束器的信号输入光纤上。
10.优选地，增益光纤为双包层掺杂光纤，增益离子为稀土离子。
11.优选地，第一泵浦半导体激光器和第二泵浦半导体激光器的输出波长为976nm。
12.本实用新型的有益效果在于：
13.1.提出了将倾斜光栅置于谐振腔内，即反射光栅与增益光纤之间，使得增益腔内
产生的拉曼光在传输放大之前被反射至包层里，再经包层光剥除器剥除，抑制了受激拉曼散射对激光输出功率的影响；
14.2.将合束器、反射光栅和倾斜光栅设计成一体化结构，有效地减少腔内器件连接的复杂度以及光纤熔接带来的功率损耗。
附图说明
15.图1是本实用新型提出的光纤激光器的结构示意图。
16.图2是合束器、反射光栅和倾斜光栅一体化结构的结构示意图。
17.图中：11-第一包层光剥离器，12-第二包层光剥离器，21-第一泵浦半导体激光器，22-第二泵浦半导体激光器，31-正向合束器，32-反向合束器，41-第一反射光栅，42-第二反射光栅，51-第一倾斜光栅，52-第二倾斜光栅，6-增益光纤。
具体实施方式
18.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
19.如图1所示，光纤激光器包括沿光路依次连接的第一包层光剥离器11、正向合束器31、第一反射光栅41、第一倾斜光栅51、增益光纤6、第二倾斜光栅52、第二反射光栅42、反向合束器32和第二包层光剥离器12，还包括分别与正向合束器31泵浦端和反向合束器32泵浦端连接的第一泵浦半导体激光器21和第二泵浦半导体激光器22。其中，第一包层光剥离器11和第二包层光剥离器12用于剥除包层里的拉曼光。
20.正向合束器31和反向合束器32均包括信号输入光纤、信号输出光纤和n个泵浦输入光纤，n为大于1的正整数；正向合束器31的信号输入光纤和泵浦输入光纤均位于一侧，与正向合束器31的信号输出光纤相背离；反向合束器32的信号输出光纤和泵浦输入光纤均位于一侧，与反向合束器32的信号输入光纤相背离。
21.其中，第一反射光栅41为高反射率信号光栅，第一反射光栅41在其工作波长的反射率＞99.9％，第二反射光栅42为低反射率信号光栅，第二反射光栅42在其工作波长的反射率＜10％。
22.第一倾斜光栅51和第二倾斜光栅52的中心波长与第一反射光栅41和第二反射光栅42的中心波长的一级受激拉曼散射频移波长一致；第一倾斜光栅51和第二倾斜光栅52对拉曼光的反射率＞99.9％，经反射后得到反向拉曼光，且反向拉曼光在包层里传输。由第一倾斜光栅51和第二倾斜光栅52反射至包层里的前向拉曼光和后向拉曼光经由第一包层光剥离器11和第一包层光剥离器12滤除。
23.如图2所示，正向合束器31、第一反射光栅41和第一倾斜光栅51为一体化结构；反向合束器32、第二反射光栅42和第二倾斜光栅52为一体化结构；第一反射光栅41和第一倾斜光栅51均刻写在正向合束器31的信号输出光纤上，沿着信号光传输方向，第一反射光栅41在第一倾斜光栅51的左侧；第二反射光栅42和第二倾斜光栅52均刻写在反向合束器32的信号输入光纤上，沿着信号光传输方向，第二反射光栅42在第二倾斜光栅52的右侧。
24.其中，增益光纤6为双包层掺杂光纤，增益离子为稀土离子。
25.第一泵浦半导体激光器21和第二泵浦半导体激光器22的输出波长为976nm。
26.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实
用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器包括沿光路依次连接的第一包层光剥离器(11)、正向合束器(31)、第一反射光栅(41)、第一倾斜光栅(51)、增益光纤(6)、第二倾斜光栅(52)、第二反射光栅(42)、反向合束器(32)和第二包层光剥离器(12)，还包括分别与所述正向合束器(31)的泵浦端和所述反向合束器(32)的泵浦端连接的第一泵浦半导体激光器(21)和第二泵浦半导体激光器(22)；所述第一倾斜光栅(51)和第二倾斜光栅(52)用于将拉曼光反射至包层里；所述第一包层光剥离器(11)和第二包层光剥离器(12)用于剥除包层里的拉曼光。2.根据权利要求1所述的一种光纤激光器，其特征在于，所述第一反射光栅(41)为高反射率信号光栅，所述第一反射光栅(41)在其工作波长的反射率＞99.9％，所述第二反射光栅(42)为低反射率信号光栅，所述第二反射光栅(42)在其工作波长的反射率＜10％。3.根据权利要求1所述的一种光纤激光器，其特征在于，所述第一倾斜光栅(51)和第二倾斜光栅(52)的中心波长与所述第一反射光栅(41)和第二反射光栅(42)的中心波长的一级受激拉曼散射频移波长一致。4.根据权利要求1所述的一种光纤激光器，其特征在于，所述第一倾斜光栅(51)和第二倾斜光栅(52)对拉曼光的反射率＞99.9％。5.根据权利要求1所述的一种光纤激光器，其特征在于，所述正向合束器(31)和反向合束器(32)均包括信号输入光纤、信号输出光纤和n个泵浦输入光纤，n为大于1的正整数；所述正向合束器(31)的信号输入光纤和泵浦输入光纤均位于一侧，与所述正向合束器(31)的信号输出光纤相背离；所述反向合束器(32)的信号输出光纤和泵浦输入光纤均位于一侧，与所述反向合束器(32)的信号输入光纤相背离。6.根据权利要求5所述的一种光纤激光器，其特征在于，所述第一反射光栅(41)和第一倾斜光栅(51)均刻写在所述正向合束器(31)的信号输出光纤上；所述第二反射光栅(42)和第二倾斜光栅(52)均刻写在所述反向合束器(32)的信号输入光纤上。7.根据权利要求1所述的一种光纤激光器，其特征在于，所述增益光纤(6)为双包层掺杂光纤，增益离子为稀土离子。8.根据权利要求1所述的一种光纤激光器，其特征在于，所述第一泵浦半导体激光器(21)和第二泵浦半导体激光器(22)的输出波长为976nm。

技术总结
本实用新型公开了一种光纤激光器，将倾斜光栅置于谐振腔内使腔内产生的拉曼光在传输放大之前被剥除，抑制了拉曼光的产生，提高了光纤激光器的输出功率；将倾斜光栅、反射光栅以及合束器结构设计成一体化，减少了腔内器件连接的复杂程度以及熔接带来的功率损耗，降低了成本。了成本。了成本。


技术研发人员：叶平平 张先明 刘进辉 丁建武
受保护的技术使用者：光惠（上海）激光科技有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/5/10