[发明专利]内腔倍频大功率光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及一种内腔倍频大功率光纤激 光器。

背景技术

光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，具有光 束质量好、结构简单、寿命长、转换效率高等优点，其主要性能已明显优于 传统的固体激光器、CO₂激光器等，成为工业激光市场上发展最快的一支生 力军。

通过不同的掺杂稀土元素(如镱、铒、铥)，光纤激光器可实现不同波段 的近红外激光输出。而为得到可见光，则通常需通过利用非线性光学晶体进 行倍频。和其它非线性频率变换效应一样，只有打在非线性晶体材料上的光 强足够大时才会具有较高的频率变换效率，而对于连续光这种峰值功率较低 的情况则转换效率很低。腔内倍频已被广泛应用于固体激光器倍频中，但在 光纤激光器领域还不多见。较早提出将光纤激光器与非线性光学倍频相结合 的是美国McDonnelDouglas公司的Zediker等人,但由于当时大模场双包层 保偏掺稀土光纤技术发展的限制，该方案并不能实现大功率的输出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内腔倍频大功率光纤激光器，尤其涉及一种 基于大模场双包层保偏掺稀土光纤的内腔倍频大功率光纤激光器。用于解决 现有技术中可见光倍频转换效率低、输出功率低的技术问题。

为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：

一种内腔倍频大功率光纤激光器，其包括：

光纤激光谐振腔：

所述的光纤激光谐振腔包括至少一对腔镜，所述光纤激光谐振腔内设有： 至少一组高功率泵浦源、至少一个光纤合束器将泵浦光耦合至有源光纤形成 粒子数反转、至少一个信号波长选择器、至少一段大模场双包层保偏掺稀土 光纤；

内腔二倍频系统：

所述内腔二倍频系统包括：至少一个倍频晶体、至少一个反射镜和至少 一个可以将腔内二倍频光取出、而使基频光仍在腔内震荡的双色镜或色散器 件。

其中，所述的高功率泵浦源包括：高功率多模半导体激光器和驱动电源， 通过给所述高功率泵浦源连续供电或进行调制，实现激光连续或准连续输 出。

其中，所述的高功率泵浦源的波长为所掺杂稀土元素的吸收区内，对于 掺镱光纤所使用的泵浦源的波长为900至980纳米。

其中，所述的光纤合束器为基于熔融拉锥技术的光纤泵浦/信号合束器。

其中，所述的光纤合束器包括至少一双色镜和两准直透镜将信号光和泵 浦光组合的合束器。

其中，所述的信号波长选择器为所需信号波长处的窄线宽滤光片。

其中，所述的信号波长选择器是对选定波长衍射的反射式体布拉格光栅。

其中，所述的大模场双包层保偏掺稀土光纤的纤芯直径不低于10微米。

其中，所述的倍频晶体为在偏振发射的激光中使用的非线性倍频晶体， 包括三硼酸锂、磷酸钛氧钾、偏硼酸钡晶体。

其中，所述的腔镜为至少一组全反射镜。

其中，所述的腔镜为至少一个全反射镜和至少一个发射式体光栅。

其中，所述的光纤激光谐振腔内可放置与保偏光纤的输出偏振一致的偏 振分光镜，抑制s偏振光在谐振腔中的增益。

其中，所述的光纤激光谐振腔内的偏振分光镜还作为倍频输出器件。

与现有技术相比，该发明的一种内腔倍频大功率光纤激光器，采用双包 层大模场光纤，提高近红外光纤激光的输出功率；通过腔内倍频的方式，显 著提高二倍频的转换效率；利用保偏光纤使光纤近红外激光输出与倍频晶体 一致，从而得到稳定的二倍频输出。

附图说明

图1为本发明内腔倍频大功率光纤激光器第一实施例的结构示意图。

图2为本发明内腔倍频大功率光纤激光器第二实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。

请参阅附图1，其为一种大功率内腔倍频光纤激光器的第一实施例，在 该实施例中其包括：光纤激光谐振腔和内腔二倍频系统组成。