[实用新型]一种双端输出的线性腔全光纤激光振荡器

说明书

一种双端输出的线性腔全光纤激光振荡器，包括增益光纤、后向输出光纤光栅、前向输出光纤光栅、光纤耦合半导体激光器、泵浦信号合束器、信号传能光纤、泵浦传能光纤、前向包层光滤除器、前向输出光纤端帽、后向包层光滤除器、后向输出光纤端帽；其中后向输出光纤光栅、增益光纤、前向输出光纤光栅通过信号传能光纤依次连接形成光纤激光谐振腔；光纤耦合半导体激光器输出泵浦光经泵浦传能光纤注入泵浦信号合束器，再经信号传能光纤注入到光纤激光谐振腔中；前向、后向光纤光栅的反射率均不大于95％，使得谐振腔产生的激光可以从谐振腔的两端输出，光纤激光谐振腔两端输出的激光经过前向、后向包层光滤除器后，由与之连接的光纤端帽扩束输出。

技术领域

本实用新型总体地涉及光纤激光器领域，尤其涉及一种双端输出线性腔全光纤激光振荡器。

背景技术

光纤激光器一般包括基于单谐振腔的激光振荡器和基于主振荡功率放大结构的激光放大器两类。与主振荡功率放大结构光纤放大器相比，全光纤激光振荡器具有成本低廉、结构紧凑、控制逻辑简单、性能稳定、抗反射回光能力强等优点，在工业加工中有着广泛的应用。随着应用领域的扩展，各行各业对激光器的成本控制要求越来越高。当前，工业中使用的高功率光纤激光器，为了保证激光器的有效起振，一般都采用由高反射光栅和低反射光栅构成的谐振腔实现激光输出。高反射光栅端的激光全部被高反射光纤光栅反馈回振荡器中，该端口不能有激光输出。在许多对激光器输出功率不高的应用场合，若同时需要两路光源，那么则需要两台独立的包括光学模块、驱动电源、冷却模块和控制模块的激光器。如果能够在一套光学模块、驱动电源、冷却模块和控制模块实现两台激光器的功率输出的功能，那么能够极大地简化激光器体积重量、降低系统成本。

目前，也有部分公开报道的类似双端或者两端口输出的激光器。一类是在化学或固体激光器中，利用镜片镀膜实现不同端口的激光输出。专利 CN1437288A和文献[一种泵浦双向输出固体环形激光器，光学技术，2005，第 31卷，第1期，第44-47页]采用环形腔结构，激光在环形腔内双向传输，利用镀半透半反膜的镜片，将正反向传输的固体激光从不同角度入射到该镜片中，从一个镜片的两个方向输出。专利CN2398750Y同样利用镀半透半反膜的镜片，将二氧化碳激光从谐振腔的两个端面反射输出。一类是利用透镜耦合方式注入泵浦激光的空间结构光纤激光器，利用镜片镀膜实现不同端口的激光输出。主要包括CN201210454175、CN201210454271、CN201220597110、 CN201220597341、CN201310467967、CN201310467970、CN201310467968、CN201310467991、CN201310467992、CN201310468010等专利，该类激光器中，主要是在聚焦镜上镀部分反射和部分透射模，使得左右两端都能有激光输出。该两类激光器中，都能一定程度实现两个端口激光输出，但是都采用空间结构的光学反射镜、透镜对激光进行反射和耦合，使用前需要对各个镜片进行精细调解，稳定性差，不适合鲁棒性要求高的工业激光应用领域。

专利CN201710869709(一种单光纤直线腔双端输出全光纤激光器)公开了一种双向输出的光纤激光器。该专利中，采用的增益光纤为双芯光纤，几何结构上，无源传能光纤纤芯与有源掺杂光纤纤芯在增益光纤包层内非同轴平行设置，无源传能光纤纤芯用于传输泵浦光，有源掺杂光纤纤芯用于传输激光；泵浦光从无源传能光纤的纤芯注入，光纤光栅与增益光纤中的有源掺杂光纤纤芯连接，信号光从增益光纤中的有源掺杂光纤纤芯输出。该结构中，由于无源传能光纤纤芯与有源掺杂光纤纤芯不重合，为了分别实现泵浦注入和信号激光传输，需要在结构上将二者分离，在分离位置，光纤的涂覆层不可避免会一定程度破坏，使得该类激光器难以承受1千瓦以上的高功率输出。此外，该结构中由于无源传能光纤纤芯与有源掺杂光纤纤芯不同轴芯，不能使用基于双包层光纤的高功率光纤合束器，限制了泵浦激光注入功率的大小。

在现有双向输出激光器中，一类采用空间结构的光学反射镜、透镜实现激光反射与耦合，由于需要对镜片进行精细调节，其稳定性较差；另一类采用双芯光纤结构，泵浦注入功率较低、输出激光功率受限制。

发明内容