[发明专利]一种多光纤激光增益系统和光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域，尤其涉及一种光纤环形腔激光器。

背景技术

光纤放大器是获取高转换效率、高光束质量、窄线宽、高稳定性激光的重要组成元件，采用环形腔激光谐振腔是获取单纵模激光的有效方式，然而通常情况下光纤激光器均采用单个谐振腔结构，使得高功率下激光模式不稳定，低功率下又会造成泵浦功率浪费，最终都会使制造成本增加。

中国专利局于2008年3月19日公告的实用新型专利《一种利用倏逝波耦合增益的微光纤环形结燃料激光器》（申请号：200720109273.5），公开了一种利用倏逝波耦合增益的微光纤环形结染料激光器，其谐振腔中增益介质采用微光纤环形结浸入掺有增益介质的溶液中的形式，利用分布在微光纤表面的倏逝波激发增益介质从而产生激光。此结构虽然制备简易，但仍然只是单腔运转，与传统光纤激光器存在一样的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种新的解决思路，提供了一种多光纤激光增益系统和一种光纤激光器，具有多子光纤环形腔结构，输出功率高，成本低。

为达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种多光纤激光增益系统，包括一根无芯光纤和多根单模掺杂增益光纤；所述多根单模掺杂增益光纤和无芯光纤均为裸光纤，单模掺杂增益光纤围绕在无芯光纤周围，并与无芯光纤紧密束缚在一起。

进一步的，所述多根单模掺杂增益光纤和无芯光纤由白热塑管或多段透明热塑管扎紧束缚在一起，或者由低折射率UV胶紧固束缚在一起；所述无芯光纤的直径大于或等于单模掺杂增益光纤的直径。

本发明的另一技术方案为采用上述多光纤激光增益系统构成多环形腔的光纤激光器，包括泵浦源、泵浦耦合系统和激光腔系统，所述激光腔系统采用上述的多光纤激光增益系统。

进一步的，所述激光腔系统还包括波分复用耦合器、分光系统、选模元件、监控系统和光隔离器；所述波分复用耦合器一端连接泵浦耦合系统，一端连接所述多光纤激光增益系统的无芯光纤，另一端连接光隔离器，泵浦光经由波分复用耦合器进入多光纤激光增益系统，激发所述单模掺杂增益光纤产生的激光经分光系统，一部分激光作为输出光输出，另一部分激光入射到选模元件，依次经过选模元件、监控系统和光隔离器之后经由波分复用耦合器再次进入多光纤激光增益系统，构成多光纤环形腔振荡激光。

进一步的，所述选模元件包括Si加热标准具和空气标准具；所述监控系统包括分光镜和PD探测器。

进一步的，所述监控系统还包括反馈控制系统。

进一步的，所述选模元件、监控系统和光隔离器中各光学元件由光胶粘合固定为微片结构。

进一步的，所述分光系统、选模元件、监控系统、光隔离器和波分复用耦合器固定于一环形腔固件中。

进一步的，所述分光系统输出光一端还设有可变光衰减器。

进一步的，所述激光腔系统还包括稳频系统、频率转换晶体、光束整形元件、选偏元件或调Q元件中的一种或多种。

本发明的有益效果为：采用多路光纤激光腔同时工作，提高了输出光功率，同时使得激光模式更加稳定，也降低了成本；采用无芯光纤外围紧密接触一组单模掺杂增益光纤的多光纤激光腔结构，并利用耦合进无芯光纤内的泵浦光的倏逝波不断透入到单模掺杂增益光纤内对增益介质进行激发产生激光，从而实现多路光纤激光腔同时工作，结构简单、输出功率大，成本低。

附图说明

图1为本发明的多光纤激光增益系统实施例一结构示意图；

图2为图1所示结构的横截面示意图；

图3为本发明的多光纤激光增益系统实施例二结构示意图；

图4为图3所示结构的横截面示意图；

图5本发明光纤激光器的结构示意图。

附图标记：1、多光纤激光增益系统；101、无芯光纤；102、单模掺杂增益光纤；103、UV胶；104、热塑管；2、半导体激光器；3、泵浦耦合系统；4、波分复用耦合器；5、分光系统；6、Si加热标准具；7、空气标准具；8、分光镜；9、PD探测器；10、光隔离器；11、光纤环形腔固件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。

如图1-4所示为本发明的多光纤激光增益系统1结构示意图，包括一根无芯光纤101和多根单模掺杂增益光纤102；多根单模掺杂增益光纤102和无芯光纤101均为裸光纤，单模掺杂增益光纤102围绕在无芯光纤101周围，并与无芯光纤101紧密束缚在一起。