[发明专利]一种全光纤脉冲复合双腔激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术与非线性光学领域,尤其涉及一种全光纤脉冲复合双腔激光器

背景技术

高功率、高能量的脉冲光纤激光器以其诸多优点被认为是未来脉冲激光器的发展趋势，目前在很多领域已经开始逐渐取代传统激光器。高能量纳秒脉冲光纤激光器广泛应用于激光加工、光时域反射计(OTDR)、二次谐波的产生、军事等领域。

目前在光纤激光器中，获得脉冲输出的方法大体有两种：一种是锁模光纤激光器，其输出脉宽较窄，一般在皮秒甚至飞秒量级；第二种为调Q光纤激光器，可以实现纳秒或亚毫秒脉宽的激光(巨脉冲)输出。一般来说，传统的调Q方法是加入声光、电光调制器或固态可饱和吸收体实现，然而光纤与非光纤器件结合会增加系统复杂性，影响系统稳定性和抗环境干扰能力，不利于产业化和实用推广，因此全光纤化的高能量、高能量的纳秒脉冲光纤激光器的实现具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的问题是，为了获得高功率、高能量、高光束质量的纳秒脉冲输出，同时避免空间元件或额外调制器的使用，提供一种全光纤脉冲复合双腔激光器，利用小芯径增益光纤作为脉冲产生的核心并且保证单模运转，大芯径增益光纤作为功率放大器，可以降低非线性效应的影响，小芯径和大芯径光纤通过过渡光纤实现模场适配熔接易于漂白内腔获得窄脉冲输出。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全光纤脉冲复合双腔激光器，包括：泵浦源、光纤合束器、第一增益光纤、第二增益光纤、过渡光纤、第一反射型光纤布拉格光栅、第二反射型光纤布拉格光栅、第三反射型光纤布拉格光栅、第四反射型光纤布拉格光栅、光隔离器；其中，所述泵浦源连接光纤合束器的泵浦输入端；光纤合束器的信号端连接过渡光纤的一端；过渡光纤的另一端连接第一反射型光纤光栅布拉格光栅的一端；第一反射型光纤布拉格光栅的另一端连接第一增益光纤的一端；第一增益光纤的另一端连接第二反射型光纤布拉格光栅的一端；第二反射型光纤布拉格光栅的另一端连接第三反射型光纤布拉格光栅的一端；光纤合束器的公共端连接第二增益光纤的一端；第二增益光纤的另一端连接第四反射型光纤布拉格光栅的一端；第三反射型光纤布拉格光栅与第四反射型光纤布拉格光栅构成第一谐振腔；第一反射型光纤布拉格光栅与第二反射型光纤布拉格光栅构成第二谐振腔；泵浦源产生的泵浦光通过光纤合束器的泵浦输入端进入到第一谐振腔内，对第二增益光纤进行泵浦，形成的激光经光纤合束器、第一反射型光纤布拉格光栅进入第二谐振腔内，对第一增益光纤进行泵浦产生另一个波长激光，第二谐振腔产生的另一个波长激光依次经光纤合束器、第二增益光纤、第四反射型光纤布拉格光栅、光隔离器输出。

作为优选，所述的第一反射型光纤布拉格光栅、第二反射型光纤布拉格光栅、第三反射型光纤布拉格光栅、第四反射型光纤布拉格光栅的反射率均为R，其中，0<R<1。

作为优选，所述的光纤合束器可以放在第四反射型光纤布拉格光栅和光隔离器之间。

一种全光纤脉冲复合双腔激光器，其特征在于，包括：泵浦源、光纤合束器、第一增益光纤、第二增益光纤、过渡光纤、第一反射型光纤布拉格光栅、激光分束器、第四反射型光纤布拉格光栅、光隔离器；其中，所述泵浦源连接光纤合束器的泵浦输入端；光纤合束器的信号端连接过渡光纤的一端；过渡光纤的另一端连接第一增益光纤的一端；第一增益光纤的另一端连接激光分束器的一端；激光分束器的另一端两个输出端直接相连形成光环；光纤合束器的公共端连接第二增益光纤的一端；第二增益光纤的另一端连接第四反射型光纤布拉格光栅的一端；激光分束器与第四反射型光纤布拉格光栅构成第一谐振腔；第一反射型光纤布拉格光栅与激光分束器构成第二谐振腔；泵浦源产生的泵浦光通过光纤合束器的泵浦输入端进入到第一谐振腔内，对第二增益光纤进行泵浦，形成的激光经光纤合束器、第一反射型光纤布拉格光栅进入第二谐振腔内，对第一增益光纤进行泵浦产生另一个波长激光，第二谐振腔产生的另一个波长激光依次经光纤合束器、第二增益光纤、第四反射型光纤布拉格光栅、光隔离器输出。

作为优选，所述的第一反射型光纤布拉格光栅、第四反射型光纤布拉格光栅的反射率均为R，其中，0<R<1。

作为优选，所述的光纤合束器可以放在第四反射型光纤布拉格光栅和光隔离器之间。

作为优选，所述的泵浦源为半导体激光器、固体激光器、气体激光器、光纤激光器、拉曼激光器其中的一种，输出泵浦光的中心波长的范围为：700nm≤λ≤2000nm，所述的泵浦方式为纤芯单端泵浦、纤芯双端泵浦、包层单端泵浦、包层双端泵浦其中的一种。