[发明专利]高功率钕纤维激光器和放大器

权利要求书

1.一种包括至少一个纤维块的纤维激光器系统，其构造为具有：

有源纤维，其沿着纵轴延伸并且设置有同心外包覆层和内双瓶颈形Nd掺杂芯，所述内双瓶颈形Nd掺杂芯可操作以在工作波长和寄生波长处辐射激光信号；以及

至少一个哑铃形无芯输送纤维，其将泵送光引导到所述有源纤维，所述有源纤维和所述输送纤维具有构造为在扩大面积的中央区域中提供这样的泵送光吸收率以使所述有源纤维被构造为具有最短可能的长度的相应的轴向共同延伸的所述扩大面积的中央区域和缩小面积的中央区域，所述最短可能的长度允许在工作波长处的期望增益，同时将所述寄生波长处的增益限制为预设阈值。

2.如权利要求1所述的纤维激光器系统，其中，所述有源纤维和所述输送纤维被构造为使得：对于所述有源纤维的所述最短可能的长度和导入所述有源纤维的所述芯中的稀土族掺杂剂的既定浓度，选择相应的大面积中央区域和相应的所述有源纤维和所述输送纤维的所述中央区域的总包覆面积之间的比率以便为所述有源纤维提供在所述工作波长处的期望增益和在所述寄生波长处的所述预设增益。

3.如权利要求1所述的纤维激光器系统，其中，所述输送纤维的输出端区域构造为包含比所述有源纤维的输出端区域多N倍的未吸收泵送光，N为所述输送纤维的所述输出端区域的面积与所述有源纤维所述输出端区域的包覆层面积之间的比率。

4.如权利要求3所述的纤维激光器，进一步包括：反射部件，其与所述输送纤维的所述输出端区域耦合；以及泵送单元，其辐射耦合到所述输送纤维的输入端中的所述泵送光，其中，所述反射部件被构造为朝向所述输送纤维的所述输入端区域背反射沿着所述有源纤维的所述最短可能的长度未吸收的所述泵送光，从而所述未吸收的泵送光重新发射到所述有源纤维的所述中央区域中。

5.如权利要求2所述的纤维激光器系统，其中，所述中央区域的所述总包覆层面积和相应的所述有源纤维和所述输送纤维的输入端区域的总面积彼此基本相等。

6.如权利要求2所述的纤维激光器系统，进一步包括围绕相应的所述有源纤维和所述输送纤维的所述中央区域的保护性纤维套筒，相应的所述有源纤维和所述输送纤维的所述中央区域的所述总包覆层面积按与相应的保护性套筒和输送纤维的数值孔径之间的比率至少相等的系数减小。

7.如权利要求1所述的纤维激光器系统，进一步包括另一哑铃形输送纤维，所述另一哑铃形输送纤维构造与所述一个输送纤维基本相同并且被定位为使得中央减小面积的相应的一个和其它的所述输送纤维沿着所述激光器系统的纵轴与所述有源纤维的中央区域基本共同延伸并且在横向于对称轴延伸的平面中与所述中央区域对准。

8.如权利要求7所述的纤维激光器系统，进一步包括泵送光源，所述泵送光源辐射耦合到输送纤维中的一个的输入端中的所述泵送光，相应的输送纤维的输出区域在与所述一个输送纤维的所述输入端轴向间隔开的所述中央区域的端附近彼此融合，其中所述融合的输送纤维限定U形构造。

9.如权利要求7所述的纤维激光器，其中，所述泵送光源具有两个泵送单元，每个所述泵送单元均辐射所述泵送光，辐射的泵送光耦合到所述U形输送纤维的相应的输入区域中从而沿相反的方向传播。

10.如权利要求1所述的纤维激光器系统，进一步包括另一哑铃形输送纤维，所述另一哑铃形输送纤维与所述一个输送纤维基本相同并且被定位为使得相应的所述输送纤维的中央小面积中央区域与所述有源纤维的所述扩大面积的中央区域轴向共同延伸，相应的有源纤维和输送纤维在横向于所述轴延伸的平面中限定三角形构造。

11.如权利要求1所述的纤维激光器系统，进一步包括另一个纤维块，所述纤维块构造为与所述一个纤维块相似并且在所述主波长和所述寄生波长处可操作所述激光信号，相应的一个或另一个增益块的所述泵送光输送纤维彼此光学接触，以使保留在所述一个纤维块的所述输送纤维的所述输出区域中的未吸收光被引导到所述另一个纤维块的所述输送纤维，这将接收到的未吸收泵送光发射到所述另一个纤维块的所述有源纤维的扩大面积的中央区域中。