CN102904153A

CN102904153A - 一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调q全光纤激光器

Info

Publication number: CN102904153A
Application number: CN2012104561171A
Authority: CN
Inventors: 史伟; 房强
Original assignee: SHANDONG HAIFU PHOTON TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANDONG HAIFU PHOTON TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2013-01-30

Abstract

本发明公开了一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器。可以采用线性腔也可以采用环形腔。线性腔被动调Q全光纤激光器，包括泵浦半导体激光器，光纤合束器（Combiner），高反射率光纤布拉格光栅（HR-FBG），用作饱和吸收体的掺杂光纤，用作增益介质的掺杂光纤,低反射率光纤布拉格光栅，输出光纤。环形腔被动调Q全光纤激光器，包括泵浦半导体激光器，光纤合束器（Combiner），用作增益介质的掺杂光纤,光纤隔离器，用作饱和吸收体的掺杂光纤，光纤输出耦合器，输出光纤，发明的优点是实现了全光纤化的被动调Q激光器，使用掺杂光纤作为饱和吸收体，相比于声光调制器，电光调制器等调Q器件，真正实现了全光纤化，而且成本得以大幅降低。

Description

一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器

技术领域

本发明涉及一种光纤激光器，尤其是一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，属于光纤及激光技术领域。

背景技术

光纤激光器是以掺杂稀土元素的光纤为增益介质的激光器，通过掺杂不同的稀土元素，如饵（Er），镒（Yb），铥（Tm），钬（Ho），钕（Nd）等，光纤激光器的工作波段覆盖了从紫外到中红外。与其他激光器相比，光纤激光器具有激光工作阈值低，能量转化率高、输出光束质量好、结构紧凑稳定、无需光路调整、散热性能好、寿命长和无需维护等鲜明特点，因此得到快速发展以及广泛地应用。目前，连续输出的光纤激光器的输出功率已达万瓦，已经广泛应用到材料处理加工、焊接、打标等领域。

脉冲型的光纤激光器能提供高的峰值功率和脉冲能量，在一些应用领域得到了广泛应用。调Q是一种得到高脉冲能量和峰值功率的有效方法。光纤激光器的调Q分为主动调Q与被动调Q两种方式，主动调Q是通过外加信号控制激光器谐振腔内的损耗，改变腔内阈值来实现调Q。目前光纤激光器主动调Q的方法有很多种，如声光Q开光、电光Q开关、磁光Q开关等；被动调Q一般是在腔内放入一个饱和吸收体，饱和吸收体对光的吸收率是光强相关的从而达到了对光的调制。目前使用的饱和吸收体有半导体饱和吸收体，基于碳纳米管和石墨烯的饱和吸收体等。但是这些饱和吸收体一般制作比较复杂，也或多或少的会引入***损耗。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种成本低、实现了全光纤化的使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器。

本发明是通过以下技术方案加以实现的。

一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于泵浦半导体激光器的输出端与光纤合束器的泵浦输入端相连，一个高反光纤布拉格光栅与用于饱和吸收体的掺杂光纤相连，掺杂光纤另一端与光纤合束器信号输入端相连，光纤合束器信号输出端与用作增益介质的掺杂光纤焊接到一块，掺杂光纤另一端焊接到低反射率光纤布拉格光栅一端，低反射率光纤布拉格光栅另一端与输出光纤相连接，形成线性腔被动调Q全光纤激光器，激光脉冲由输出光纤输出。

一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于泵浦半导体激光器的输出端与光纤合束器的泵浦输入端相连，光纤合束器输出端与用作增益介质的掺杂光纤焊接在一起，掺杂光纤另一端与一个光纤隔离器相连，光纤隔离器另一端与另一个光纤合束器的信号端口焊接到一块，光纤合束器另一端连接一段用作饱和吸收体的掺杂光纤，掺杂光纤另一端与光纤输出耦合器输入端口连接，输出耦合器的一个输出端与光纤合束器信号输入端连接，形成环形腔被动调Q全光纤激光器，另一个输出端口与输出光纤相连接，激光脉冲由输出光纤输出。

本发明所述的泵浦半导体激光器使用一段未被泵浦半导体激光器抽运的掺杂光纤作为饱和吸收体，相比于声光、电光调制器，真正实现了全光纤化的被动调Q的脉冲激光输出，同时大幅度降低了成本。

本发明所述的掺杂光纤可以是掺杂任何稀土元素的光纤，比如，可以是掺镱光纤，掺铒光纤，掺铥光纤，掺钬光纤等等。

本发明所述的掺杂光纤可以是掺杂同一稀土元素的光纤，也可以是掺杂不同元素的光纤，比如：可以都是掺铒光纤；也可以是用掺铒光纤作为增益介质，用一段掺铥光纤作为饱和吸收体。

本发明所述的掺杂光纤可以是单包层光纤，也可以双包层光纤。

本发明的优点是使用掺杂光纤作为饱和吸收体实现了真正全光纤化的被动调Q激光器，相比于使用声光开光，电光开关等实现的主动调Q光纤激光器，成本得到了大幅度降低。

附图说明：

图1是本发明的一种结构框图。

图2是本发明的另一种结构框图。

图3.被动调Q全光纤激光器输出的光脉冲波形。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示：一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于泵浦半导体激光器（101）的输出端与光纤合束器（104）的泵浦输入端相连，一个高反光纤布拉格光栅（102）与用于饱和吸收体的掺杂光纤（103）相连，掺杂光纤另一端与光纤合束器（104）信号输入端相连，光纤合束器（104）信号输出端与用作增益介质的掺杂光纤（105）焊接到一块，掺杂光纤（105）另一端焊接到低反射率光纤布拉格光栅（106）一端，低反射率光纤布拉格光栅（106）另一端与输出光纤（107）相连接，形成线性腔被动调Q全光纤激光器，激光脉冲由输出光纤（107）输出。

本发明使用一段未被泵浦半导体激光器抽运的掺杂光纤作为饱和吸收体，相比于声光，电光调制器，真正实现了全光纤化的被动调Q的脉冲激光输出，同时大幅度降低了成本。

所述的掺杂光纤可以是掺杂任何稀土元素的光纤，比如，可以是掺镱光纤，掺铒光纤，掺铥光纤，掺钬光纤等等。用作饱和吸收体和用作增益介质的掺杂光纤可以是掺杂同一稀土元素的光纤也可以是掺杂不同元素的光纤，比如：可以都是掺铒光纤；也可以是用掺铒光纤作为增益介质，用一段掺铥光纤作为饱和吸收体。

所述的掺杂光纤可以是单包层光纤，也可以双包层光纤。

如图2所示：一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于泵浦半导体激光器（101）的输出端与光纤合束器（104）的泵浦输入端相连，光纤合束器（104）输出端与用作增益介质的掺杂光纤（105）焊接在一起，掺杂光纤（105）另一端与一个光纤隔离器（201）相连，光纤隔离器（201）另一端与另一个光纤合束器（104）的信号端口焊接到一块，光纤合束器（104）另一端连接一段用作饱和吸收体的掺杂光纤（103），掺杂光纤（103）另一端与光纤输出耦合器（202）输入端口连接，输出耦合器（202）的一个输出端与光纤合束器信号输入端连接，形成环形腔被动调Q全光纤激光器，另一个输出端口与输出光纤（107）相连接，激光脉冲由输出光纤（107）输出。

上述的掺杂光纤可以是掺杂任何稀土元素的光纤，比如，可以是掺镱光纤，掺铒光纤，掺铥光纤，掺钬光纤等等。用作饱和吸收体和增益介质的两种掺杂光纤可以是掺杂同一稀土元素的光纤也可以是掺杂不同元素的光纤，比如：可以都是掺铒光纤；也可以是用掺铒光纤作为增益介质，用一段掺铥光纤作为饱和吸收体。

上述掺杂光纤可以是单包层光纤，也可以双包层光纤。

图3演示了一个本发明所述被动调Q全光纤激光器输出的光脉冲波形。

本发明的优点是使用掺杂光纤作为饱和吸收体实现了真正全光纤化的被动调Q激光器。相比于使用声光开光，电光开关等实现的主动调Q光纤激光器，成本得到了大幅度降低。

Claims

1.一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于泵浦半导体激光器的输出端与光纤合束器的泵浦输入端相连，一个高反光纤布拉格光栅与用于饱和吸收体的掺杂光纤相连，掺杂光纤另一端与光纤合束器信号输入端相连，光纤合束器信号输出端与用作增益介质的掺杂光纤焊接到一块，掺杂光纤另一端焊接到低反射率光纤布拉格光栅一端，低反射率光纤布拉格光栅另一端与输出光纤相连接，形成线性腔被动调Q全光纤激光器，激光脉冲由输出光纤输出。

2.一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于泵浦半导体激光器的输出端与光纤合束器的泵浦输入端相连，光纤合束器输出端与用作增益介质的掺杂光纤焊接在一起，掺杂光纤另一端与一个光纤隔离器相连，光纤隔离器另一端与另一个光纤合束器的信号端口焊接到一块，光纤合束器另一端连接一段用作饱和吸收体的掺杂光纤，掺杂光纤另一端与光纤输出耦合器输入端口连接，输出耦合器的一个输出端与光纤合束器信号输入端连接，形成环形腔被动调Q全光纤激光器，另一个输出端口与输出光纤相连接，激光脉冲由输出光纤输出。

3.根据权利要求1或2所述的一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于泵浦半导体激光器使用一段未被泵浦半导体激光器抽运的掺杂光纤作为饱和吸收体。

4.根据权利要求1或2所述的一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于掺杂光纤是掺镱光纤、掺铒光纤、掺铥光纤或掺钬光纤的稀土元素光纤。

5.根据权利要求1或2所述的一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于掺杂光纤是掺杂同一稀土元素的光纤。

6.根据权利要求1或2所述的一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于是掺杂不同元素的光纤。

7.根据权利要求1或2所述的一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于掺杂光纤是单包层光纤。

8.根据权利要求1或2所述的一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调Q全光纤激光器，其特征在于为双包层光纤。