[实用新型]980nm双包层光子晶体光纤激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种980nm双包层光子晶体光纤激光器，属激光技术领域。

背景技术

光纤激光器是以掺有稀土离子的光纤作为增益介质的激光器，随着掺杂技术不断发展，掺杂光纤的设计与制造水平也在逐步提高，加上高功率半导体激光器的飞速发展，光纤激光器由于其效率高、光束质量好、体积小、无水冷、可实现全纤化等优点，在光通信、光传感、激光加工等领域都获得了广泛的应用，与传统的固体激光器竞争，成为当前激光领域中发展最快的激光技术之一。

在众多的掺杂光纤激光器中，掺镱光纤激光器发展最为迅速。当前高功率的光纤激光器主要以四能级的掺镱光纤激光器为主。与其他掺杂光纤激光器相比，它不存在激发态吸收(ESA)，不存在浓度淬灭效应和量子转换效率高的优点。准三能级掺镱光纤激光器的输出波长为980nm，980nm激光器是掺铒光纤放大器的重要泵浦光源。随着密集波分复用的频道数的增加，对掺铒光纤放大器输出激光的功率提出了越来越高的要求，获得高功率高光束质量980nm激光源就成为需要解决的关键问题之一。

与980nm半导体激光器相比，980nm光纤激光器可以同时具有输出功率高、光束质量好和容易实现功率合成的优点。最初人们多采用普通的高掺杂单模掺镱光纤作为增益介质实现980nm激光输出。但由于普通单模掺镱光纤小的纤芯尺寸限制，泵浦源只能采用输出功率为百mW量级的915nm或940nm单模半导体激光器，所以限制了激光器输出功率的提高。光子晶体光纤的出现解决了这一问题，利用掺镱光子晶体光纤的大数值孔径、大模面积、易保持单模传输的特性，可以获得高功率高光束质量的980nm激光输出。980nm掺镱光纤激光器的研究国内外已有相关报导，如：2003年南安普斯顿大学用数值孔径大于0.7的光子晶体光纤作增益介质，获得1.4W单模977nm激光输出。同年，他们又报道了用自行设计的数值孔径为0.5，内包层直径28μm，纤芯直径10μm的光子晶体光纤，获得3.5W近衍射极限977nm的激光，斜效率达到42％。2008年，德国的弗里德耶拿大学通过915nm泵浦纤芯直径为80μm，内包层为200μm的棒状光子晶体光纤，获得94W的980nm激光输出。同年，法国利用大功率的915nm激光器泵浦相同规格的光子晶体光纤，获得了94W的977nm的激光输出。本实验室对980nm普通单模掺镱光纤激光器和放大器进行了首次的理论和实验研究。利用自制的946nm激光器泵浦普通的单模掺镱光纤，通过理论计算和模拟分析，选择最佳的光纤参数，实验上获得1.32W的980nm单模输出。

全光纤激光器利用光栅为反馈腔镜和输出镜实验了980nm小功率输出，这种简单方便的结构是准三能级掺镱光纤激光器的发展趋势，但是这种激光器输出功率较小，不能满足一些应用中的要求。使用一般的平镜作为腔镜实验2W978nm输出的光纤激光器结构复杂，稳定性差，并且由于倍频晶体PPLN的接受波长和温度带宽都很小，而且周期性极化晶体的厚度方向尺寸很小，所以在获得980nm激光时，对光束质量和聚焦系统均有很高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种980nm双包层光子晶体光纤激光器，本实用新型具有结构简单、操作方便的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本实用新型包括沿光的传播方向依次设置的915nm半导体激光二极管1、第一平凸透镜2、二色镜3、第二平凸透镜4、双包层光子晶体光纤5、透镜6和滤光镜7。从915nm半导体激光二极管1发出的激光依次经过第一平凸透镜2、二色镜3、第二平凸透镜4准直聚焦后，耦合进双包层光子晶体光纤5；980nm激光和剩余的915nm泵浦光从双包层光子晶体光纤的两端面出射，分别透过第二平凸透镜4与二色镜3、透镜6与滤光镜7滤光得到980nm激光输出。

上述的915nm半导体激光二极管1带有尾纤8。

所述的二色镜3对915nm光高透、980nm光高反，起滤光作用。

所述的滤光镜7为镀有980nm高透，915～946nm高反以及1030～1100nm高反膜的多色镜。

本实用新型可以获得如下有益效果：