[实用新型]一种提高1.6μm波段铒镱共掺光纤激光器转换效率的结构

说明书

本实用新型公开了一种提高1.6μm波段铒镱共掺光纤激光器转换效率的结构。本实用新型包括半导体激光器，泵浦分束器，第一合束器、第二合束器，第一低反射率光栅，第二低反射率光栅，第一高反射率光栅，第二高反射率光栅，第一铒镱共掺光纤、第二铒镱共掺光纤和隔离器。本实用新型将传统的976nm泵浦功率部分转成带内谐振泵浦并联合剩余976nm泵浦共同作用于铒镱共掺增益光纤以提高1.6μm波段光纤激光器输出功率并抑制1μm波段ASE。本实用新型无需引入额外1μm波段辅助信号光且结构紧凑，便于系统集成。

技术领域

本实用新型属于光纤激光领域，特别涉及一种能有效提高1.6μm波段铒镱共掺高功率光纤激光器的转换效率与输出功率并能抑制1μm受激放大自发辐射（ASE）光的紧凑结构。

背景技术

光纤激光器具有光束质量好、结构紧凑、体积小、效率高、寿命长、容易维护等优点。1.6μm处于大气的第三个传输窗口，对烟和雾的穿透能力强，使得相应波段的高功率光纤激光器已成为激光雷达的重要组件。然而，1.6μm位于掺铒光纤的增益尾部，工作效率低，通常石英基质的无镱（Yb）纯掺铒光纤掺杂浓度低，对于1.6μm长波段需要使用很长的增益光纤改善泵浦吸收进而提高转换效率，但在高功率扩增过程中就越容易出现非线性效应。

人们通过掺入镱离子降低铒离子的团簇效应、激发态吸收等进而提高铒离子的可掺杂浓度以改善输出功率，然而铒镱共掺光纤存在寄生1μm放大自发辐射（ASE）问题，在功率扩增中易随着泵浦功率的增加引起寄生激光进而影响系统的输出性能。

为了压制这种寄生ASE，人们又提出了主动注入1μm辅助光或者引入正反馈机制来压制随机寄生ASE对系统的破坏，但这些方案最终还是要滤除跟随着增益链路一起主动放大的1μm光，特别对于全光纤方案使用的光纤器件最大承受功率提出了极大的挑战。发明一种结构简单、既能压制1μm波段ASE光又能提高1.6μm波段铒镱共掺光纤激光器转换效率的方法具有重要意义。

发明内容

本实用新型就是针对现有技术的不足，提出了一种基于增益光纤和泵浦优配将传统的976nm泵浦功率部分转成带内谐振泵浦并联合剩余976nm泵浦共同作用于铒镱共掺增益光纤以提高1.6μm波段光纤激光器输出功率并抑制1μm波段ASE的紧凑结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用下述的技术手段：

本实用新型包括半导体激光器，泵浦分束器 ，第一合束器、第二合束器，第一低反射率光栅，第二低反射率光栅，第一高反射率光栅，第二高反射率光栅，第一铒镱共掺光纤、第二铒镱共掺光纤和隔离器。

所述的半导体激光器的输出端与泵浦分束器的输入端连接，泵浦分束器的一个输出端与第一合束器的泵浦输入端连接，泵浦分束器的另一个输出端与第二合束器的泵浦输入端连接。

所述的第一合束器的输出端与第一低反射率光栅的一端连接，第一低反射率光栅的另一端与第一铒镱共掺光纤的一端连接，第一铒镱共掺光纤的另一端与第一高反射率光栅的一端连接，第一高反射率光栅的另一端斜切；第一合束器的信号光端口作为辅助泵浦源与第二合束器的泵浦输入端连接，所述的辅助泵浦源的激光处于C波段。

所述的第二合束器的输出端与第二低反射率光栅的一端连接，第二低反射率光栅的另一端与第二铒镱共掺光纤的一端连接，第二铒镱共掺光纤的另一端与第二高反射率光栅的一端连接，第二高反射率光栅的另一端斜切。

所述的第二合束器的信号光端口作为输出端与隔离器的输入端连接，隔离器的输出端斜切，使输出光不产生反射。

进一步说，所述的半导体激光器输出的激光波长为976nm，功率为30W，第一低反射率光栅的反射率为5%～15%，中心波长1535nm，半高宽10GHz，第一高反射率光栅的反射率为99%，中心波长1535nm，半高宽10GHz。