[发明专利]一种增强光纤激光器泵浦效率的方法及其光纤激光器

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种光纤激光器，尤其涉及增强光纤激光器泵浦效率的方法及光纤激光器。

背景技术

随着掺杂光纤技术、双包层光纤技术、半导体泵浦激光器技术、和光纤合束器技术等相关领域的不断地发展，光纤激光器技术也在不断地提升和完善。不论是光纤脉冲激光器、光纤连续激光器、还是光纤准连续激光器，它们在功率放大级基本都是采用泵浦激光注入大功率双包层掺杂光纤的包层，通过光纤芯径对泵浦光的吸收，形成粒子数反转获得光增益，实现光功率放大。

在目前的这种泵浦结构中，泵浦激光只是单次通过有源双包层光纤，其功率没有被有源纤芯完全吸收。残留的10~30%的泵浦功率没有被利用就离开了双包层光纤，最终被其后的包层功率吸收器吸收而变为热量，没有对光纤激光器做出贡献。传统的方法无法实现其完全吸收，原因在于：当双包层有源光纤的长度较短的时候，信号光的损耗小，但是泵浦光的吸收率也小；当双包层有源光纤的长度较长的时候，泵浦光的吸收率较大，但是信号光的损耗也较大。因此这就形成一个矛盾，阻碍泵浦激光的充分吸收。如何有效地提高泵浦激光的吸收利用率是光纤激光器系统需要解决的问题之一。

 

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种有效地提高光纤激光器中泵浦激光吸收利用效率的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种增强光纤激光器泵浦效率的方法，在泵浦光传输方向末端与其相熔接的无源双包层光纤的内包层上制作光纤光栅，所述的包层光纤光栅的中心反射波长与泵浦激光中心波长相同，在910-980nm范围内，其用于将包层中未吸收的残留泵浦激光功率反射回双包层有源光纤使泵浦光功率被再次吸收。

优化地，所述的包层光纤光栅的中心反射率为60-100%；反射谱宽为0.5-3nm。

优化地，所述的包层光纤光栅的几何长度为5-30mm。

优化地，所述的包层光纤光栅采用大功率准分子脉冲紫外激光对无源双包层光纤的光敏内包层进行刻写。

本发明还提供一种泵浦效率增强型光纤激光器，其包括前级小功率激光源、多个半导体泵浦激光器、与所述的前级小功率激光源及多个半导体泵浦激光器光纤输出端相连接的光纤合束器、与光纤合束器输出端相连接的有源双包层光纤、输出隔离器/准直器，在所述的有源双包层光纤与输出隔离器/准直器之间还设置有包层泵浦光反射器，所述的泵浦光反射器包括两端分别与所述的有源双包层光纤及输出隔离器/准直器相熔接的无源双包层光纤、制作在所述的无源双包层光纤内包层上的包层光纤光栅、包覆所述的包层光纤光栅的二次涂覆层，所述的包层光纤光栅中心反射波长与泵浦激光器中心波长相同，在910-980nm范围内。

优化地，所述的包层光纤光栅的中心反射率为60-100%；反射谱宽为0.5-3nm。

优化地，所述的包层光纤光栅的几何长度为5-30mm。

优化地，所述的包层光纤光栅采用大功率准分子脉冲紫外激光对无源双包层光纤的光敏内包层进行刻写。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明采用在泵浦光传输方向末端的无源双包层光纤的内包层上制作包层光纤光栅，该光纤光栅可以将包层中未吸收的残留泵浦激光功率反射回双包层有源光纤中，使该泵浦光功率可以第二次被有源光纤吸收，从而可有效地提高光纤激光器中泵浦激光的吸收利用效率；相应地可以降低泵浦激光器的总功率；同时本发明方法不会对信号光产生附加影响，与现有采用光纤光栅构成谐振腔和采用半导体种子激光器的两种类型的光纤激光器均能够兼容。

 

附图说明

图1为本发明泵浦光增强型光纤激光器的结构示意图；

图2为本发明包层光纤光栅泵浦光反射器的结构示意图；

其中，1、前级小功率激光源；2、半导体泵浦激光器；3、光纤合束器；4、有源双包层光纤；5、泵浦光反射器；51、纤芯；52、内包层；53、外包层；54、二次涂覆层；55、包层光纤光栅；56、前向传输的泵浦激光；57、前向传输的信号激光；58、被包层光纤光栅反射的后向传输泵浦激光；6、输出隔离器/准直器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明：