[发明专利]一种使用双锥光纤熔锥作为调谐元件的波长可调全光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤激光器，尤其是一种使用双锥光纤熔锥作为调谐元件的波长可调全光纤激光器，属于光纤及激光技术领域。

背景技术

光纤激光器是以掺杂稀土元素的光纤为增益介质的激光器，通过掺杂不同的稀土元素，如饵（Er），镒（Yb），铥（Tm），钬（Ho），钕（Nd）等，光纤激光器的工作波段覆盖了从紫外到中红外。与其他激光器相比，光纤激光器具有激光工作阈值低，能量转化率高、输出光束质量好、结构紧凑稳定、无需光路调整、散热性能好、寿命长和无需维护等鲜明特点，因此得到快速发展以及广泛地应用。目前，连续输出的光纤激光器的输出功率已达万瓦，已经广泛应用到材料处理加工、焊接、打标等领域。

    有些科研或工业应用领域需要多个激光波长的激光，比如测试某种材料的光谱特性，或者某个光学器件性能对不同激光波长的依赖等等。这样波长可调的激光器就有很多潜在的应用。目前，有一些机制来调谐光纤激光器的波长，比如对光纤光栅进行拉伸，施加压力或调节温度，来调节光纤光栅的光谱特性从而实现对光纤激光器波长的调谐。但是光纤光栅有特定的波长范围，而且成本也高。相比于光纤光栅，本发明提到的双锥光纤熔锥制作简单，成本低，而且它的波长调制特性是周期性的从而可以工作在任意波长（只要此波长的光在制作双锥光纤熔锥的光纤中传输损耗小）。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种使用双锥光纤熔锥作为调谐元件的波长可调全光纤激光器。

本发明是通过以下技术方案加以实现的。

一种使用双锥光纤熔锥作为调谐元件的波长可调全光纤激光器，其特征在于泵浦半导体激光器（101）的输出端与光纤合束器（102）的泵浦输入端相连，光纤合束器输出端与用作增益介质的掺杂光纤（103）相连，掺杂光纤另一端与一个光纤隔离器（104）输入端相连，光纤隔离器输出端与用作波长调谐元件的光纤熔锥（105）焊接到一块，光纤熔锥另一端焊接到光纤耦合器（106）输入端，耦合器一个输出端焊接到光纤合束器的输入端，激光经输出光纤（107）输出。

本发明设有光开关或饱和吸收体（201），光开关或饱和吸收体（201）一端与光纤隔离器输出端相连，光开关或饱和吸收体另一端与用作波长调谐元件的双锥光纤熔锥（105）焊接到一块，光纤熔锥另一端焊接到光纤耦合器（106）输入端，耦合器一个输出端焊接到光纤合束器的输入端，脉冲激光经输出光纤（107）输出。

本发明使用双锥光纤熔锥作为波长可调元件，双锥光纤熔锥制作简单，具体说来，将一小段光纤的涂覆层去除，用热源（二氧化碳激光器，电极，乙炔灯等）将光纤加热，同时利用光学位移台将光纤拉伸，此方法制作的光纤熔锥引入损耗小，通过简易的机械拉伸就可以实现其波长调节特性，相比于光纤光栅，双锥光纤熔锥对波长的调制是周期性的，理论上可以工作在任意波长（只要此波长的光在光纤中可以低损耗传输）。综上所述，双锥光纤熔锥是一种成本较低的性能优异的全光纤波长可调元件。

本发明所述的掺杂光纤可以是掺杂任何稀土元素的光纤，比如，可以是掺镱光纤，掺铒光纤，掺铥光纤，掺钬光纤等等。

本发明的优点是使用双锥光纤熔锥作为波长调谐元件实现了全光纤化的波长可调激光器。双锥光纤熔锥制作简单，成本较低，而且双锥光纤熔锥的波长调制特性是周期性的从而可以工作在任意波长（只要此波长的光在制作双锥光纤熔锥的光纤中传输损耗小）。

附图说明

图1是本发明的双锥光纤熔锥的波长调制特性示意图。

    图2是本发明的一种结构示意图。

    图3是本发明的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附对本发明作进一步描述。

如图所述，一种使用双锥光纤熔锥作为调谐元件的波长可调全光纤激光器，泵浦半导体激光器（101）的输出端与光纤合束器（102）的泵浦输入端相连，光纤合束器输出端与用作增益介质的掺杂光纤（103）相连，掺杂光纤另一端与一个光纤隔离器（104）输入端相连，光纤隔离器输出端与用作波长调谐元件的双锥光纤熔锥（105）焊接到一块，光纤熔锥另一端焊接到光纤耦合器（106）输入端，耦合器一个输出端焊接到光纤合束器的输入端，激光经输出光纤（107）输出。

本发明设有光开关或饱和吸收体（201），光开关或饱和吸收体（201）一端与光纤隔离器输出端相连，光开关或饱和吸收体另一端与用作波长调谐元件的双锥光纤熔锥（105）焊接到一块，光纤熔锥另一端焊接到光纤耦合器（106）输入端，耦合器一个输出端焊接到光纤合束器的输入端，脉冲激光经输出光纤（107）输出。