[实用新型]输出激光光束质量连续可调的光纤激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤激光器，特别是一种输出激光光束质量连续可调的光纤激光器，利用粗芯多模双包层光纤中不同模式的弯曲损耗特性，进行模式控制，实现输出激光光束质量的连续可调。

背景技术

双包层光纤激光器的特点和优点在于其独特的波导结构，可以实现近衍射极限的单模激光输出。但是单模条件的限制使得光纤的纤芯直径依然很小。采用粗芯多模光纤虽然解决了高功率下光纤端面可能的光损伤和非线性效应问题，但输出激光的光束质量下降，为了提高光束质量，人们采用各种方法来改善光束质量。但有关输出光束质量连续可变的光纤激光器，目前尚未见报道。

人们根据Marcuse的弯曲损耗理论提出了一种基于光纤宏弯损耗的模式选择技术，将光纤紧密地缠绕在一定半径的圆柱体上实现了多模双包层光纤的单模激光振荡或放大输出。但是在这种方法中，圆柱体的半径是固定的，因而光纤盘绕弯曲的半径也是固定的，无法实现可变光束质量的激光输出。若要改变输出激光的光束质量，必须将光纤重新缠绕在另一不同半径的圆柱体上，费时费力，操作不便，并且容易损坏光纤。

发明内容

为了克服上述现有光纤激光器激光光束质量不可连续改变的技术难题，本实用新型提出了一种输出激光光束质量连续可调的光纤激光器，该光纤激光器不需要重新进行光纤缠绕，就能够实现输出光束质量的方便调节。

本实用新型的技术解决方案如下：

采用粗芯多模的双包层光纤作为增益介质，利用纤芯中不同模式的弯曲损耗特性不同来进行选模，通过改变光纤弯曲的程度来控制光束质量。采用的技术方案是将粗芯双包层光纤依靠其自身张力紧贴于金属筒的内壁，通过外力挤压金属筒使之横截面变成椭圆，在椭圆的长轴两端，曲率半径比原来的圆柱面要小，达到光纤盘绕半径变小的目的。当需要不同输出光束质量的激光时，通过改变圆筒横截面的形状就可以方便快捷的实现。

本实用新型的具体技术解决方案如下：

一种输出激光光束质量连续可调的光纤激光器，包括半导体激光泵浦源、光纤光栅和有源粗芯双包层光纤，所述的半导体激光泵浦源的尾纤与所述的光纤光栅熔接，其特征在于还有金属筒、调节器和准直透镜，所述的有源粗芯双包层光纤紧贴于所述的金属筒的内侧盘绕，所述的有源粗芯双包层光纤的输入端与所述的光纤光栅熔接，该有源粗芯双包层光纤的输出端接所述的准直透镜，所述的调节器是由从侧面穿过所述的金属筒直径的螺栓和套在该螺栓另一端的调节螺母组成。

所述的有源粗芯双包层光纤的纤芯材料是掺杂稀土镱离子或钕离子的石英或是玻璃。

所述的有源粗芯双包层光纤纤芯的直径大于18μm，光纤内包层的横截面是矩形，或D形，或其它多边形。

所述的半导体激光泵浦源是通过尾纤输出的半导体激光器，其发射波长与所述的有源粗芯双包层光纤纤芯材料的吸收波长相匹配，所述的尾纤的直径和数值孔径均不大于所述的有源粗芯双包层光纤内包层的相应参数。

所述的光纤光栅是双包层结构的光纤光栅，是刻写有与所述的有源粗芯双包层光纤的激射波长相一致的高反射率的光纤光栅，所述的光纤光栅纤芯和内包层的直径和数值孔径与所述的有源粗芯双包层光纤的直径和数值孔径一致。

所述的金属筒由具有良好的弹性和柔韧性的金属片制成，该金属筒的直径小于10cm。

所述的半导体激光泵浦源发出的泵浦光通过光纤光栅耦合入有源粗芯双包层光纤的内包层，实现纤芯中的粒子数反转，产生的激光通过准直透镜准直输出。通过调节器使圆筒的横截面从圆变成椭圆，双包层光纤的盘绕曲率半径也随之相应改变，从而实现对输出激光光束质量的调节。

本实用新型的技术效果：

本实用新型的输出激光光束质量连续可调的光纤激光器通过改变金属筒柱面的形状来改变双包层光纤的弯曲半径，从而实现了输出光束质量的调节。与在先技术相比较，不需要重新缠绕光纤，通过调节调节器的螺母即可实现光束质量的调节，本实用新型具有结构简单，调节方便的特点。

附图说明

图1为本实用新型输出激光光束质量连续可调的光纤激光器的结构示意图

图2是本实用新型的金属筒及调节器的俯视图

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。