CN219801483U - 一种光纤激光器 - Google Patents
一种光纤激光器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219801483U CN219801483U CN202320948666.4U CN202320948666U CN219801483U CN 219801483 U CN219801483 U CN 219801483U CN 202320948666 U CN202320948666 U CN 202320948666U CN 219801483 U CN219801483 U CN 219801483U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fiber
- gain
- optical fiber
- laser
- combiner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 130
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 6
- -1 rare earth ions Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 5
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 11
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种光纤激光器，包括泵浦源、合束器和增益光纤；增益光纤的前端设有高反光纤光栅，增益光纤的中部刻有低反光纤光栅，使增益光纤分割为增益光纤前段和增益光纤后段，合束器用于将泵浦源输出的泵浦光合束成一束，并注入增益光纤内。该光纤激光器具有输出功率大、光电转换效率高、结构紧凑和生产成本低等优点。
Description
技术领域
本实用新型属于激光器技术领域，特别涉及一种光纤激光器。
背景技术
光纤激光器具有结构简单、稳定性好和成本低廉等优点，在各个领域广泛应用。目前，光纤激光器中的高反光纤光栅和低反光纤光栅均刻在无源光纤上，然后将无源光纤熔接在光纤激光器的光纤光路上，这不但降低了光纤激光器的光电转化效率，增加了光纤激光器的生产成本；而且，还增加了激光在谐振腔内的反射次数，降低了受激布里渊散射、受激拉曼散射等非线性效应的阈值功率，使光纤激光器能够输出的激光功率受限制。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型公开了一种光纤激光器，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供一种光纤激光器，包括泵浦源、合束器和增益光纤；
所述增益光纤的前端设有高反光纤光栅，所述增益光纤的中部刻有低反光纤光栅，使所述增益光纤分割为增益光纤前段和增益光纤后段，所述合束器用于将所述泵浦源输出的泵浦光合束成一束，并注入所述增益光纤内。
进一步地，所述高反光纤光栅刻在所述增益光纤上。
进一步地，所述增益光纤后段的纤芯直径不小于所述增益光纤前段的纤芯直径。
进一步地，所述增益光纤后段的包层直径不小于所述增益光纤前段的包层直径。
进一步地，所述增益光纤后段的长度大于0.5m。
进一步地，所述增益光纤内掺有稀土离子。
进一步地，所述稀土离子为镱、铒、铥、钬和钕中的一种或多种。
进一步地，所述泵浦源和所述合束器设在所述增益光纤的前端。
进一步地，所述泵浦源和所述合束器设在所述增益光纤的后端。
进一步地，所述泵浦源包括第一泵浦源和第二泵浦源，所述合束器包括第一合束器和第二合束器；
所述第一泵浦源输出的泵浦光经过所述第一合束器合束后，从所述增益光纤的前端注入所述增益光纤内；所述第二泵浦源输出的泵浦光经过所述第二合束器合束后，从所述增益光纤的后端注入所述增益光纤内。
本实用新型的优点及有益效果是：
本实用新型的光纤激光器中，通过将低反光纤光栅刻在增益光纤的中部，将高反光纤光栅设置在增益光纤的前端，使光纤激光器的主振荡级和功率放大级的泵浦功率耦合到同一增益光纤内，能够产生高功率的激光输出，不但使光纤激光器中使用的元器件更少，进而使激光器的结构更简单，而且还使谐振腔的腔长更短，增大了谐振腔的纵模间隔，减少了激光传输的长度，进而有效减少了非线性效应和模式不稳定的发生；并且，通过将低反光纤光栅刻写在增益光纤上，减少了光纤激光器中熔接点的数量，使光纤激光器的熔接损耗更小，光电转换效率更高，生产成本更低，结构更紧凑，同时还减少了熔接点导致的模式劣化，进而提高了受激布里渊散射、受激拉曼散射等非线性效应的阈值功率，使光纤激光器能够输出的功率更高。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本实用新型实施例1中的光纤激光器的结构示意图；
图2为本实用新型实施例2中的光纤激光器的结构示意图；
图3为本实用新型实施例3中的光纤激光器的结构示意图；
图4为本实用新型实施例4中的光纤激光器的结构示意图。
图中：1、泵浦源；1-1、第一泵浦源；1-2、第二泵浦源；2、合束器；2-1、第一合束器；2-2、第二合束器；3、增益光纤；3-1、增益光纤前段；3-2、增益光纤后段；4、高反光纤光栅；5、低反光纤光栅；6、熔接点；7、输出光纤接口。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为了便于描述和理解本实用新型，以下实施例中将附图中的左侧理解为前端或前侧，将附图中的右侧理解为后端或后侧。
以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。
实施例1
本实施例公开一种光纤激光器，如图1所示，该光纤激光器包括泵浦源1、合束器2和增益光纤3。其中，增益光纤为单包层光纤、双包层光纤或三包层光纤。
具体地，泵浦源1和合束器2设置在增益光纤3的前端，合束器2用于将泵浦源1输出的泵浦光合束成一束，并从增益光纤3的前端注入增益光纤3内，增益光纤3的前端设有高反光纤光栅4，高反光纤光栅4位于合束器2的后端，增益光纤3的中部刻有低反光纤光栅5，使增益光纤3分割为增益光纤前段3-1和增益光纤后段3-2，高反光纤光栅4、增益光纤前段3-1和低反光纤光栅5构成谐振腔，形成激光振荡，将增益光纤前段3-1内的泵浦光转换成激光输出，益光纤前段3-1内未完全吸收的泵浦光进入到增益光纤后段3-2内，形成离子数反转分布，对谐振腔产生的激光进行功率放大，增加了输出激光的功率。而增益光纤3的后端通过熔接点6与输出光纤接口7连接，进而实现激光的输出。
该光纤激光器中，通过将低反光纤光栅刻在增益光纤的中部，将高反光纤光栅设置在增益光纤的前端，使光纤激光器的主振荡级和功率放大级的泵浦功率耦合到同一增益光纤内，能够产生高功率的激光输出，不但使光纤激光器中使用的元器件更少，进而使激光器的结构更简单，而且还使谐振腔的腔长更短，增大了谐振腔的纵模间隔，减少了激光传输的长度，进而有效减少了非线性效应和模式不稳定的发生；并且，通过将低反光纤光栅刻写在增益光纤上，减少了光纤激光器中熔接点的数量，使光纤激光器的熔接损耗更小，光电转换效率更高，生产成本更低，结构更紧凑，同时还减少了熔接点导致的模式劣化，进而提高了受激布里渊散射、受激拉曼散射等非线性效应的阈值功率，使光纤激光器能够输出的功率更高。
在本实施例中，如图1所示，高反光纤光栅4刻在增益光纤3上。这样，高反光纤光栅4和低反光纤光栅5均刻写在增益光纤3上，不但使谐振腔的腔长更短，进而能够获得单纵模或窄线宽的激光输出；而且，使整个光纤激光器仅具有两个熔接点6，光纤的熔接点6的数量更少，进而降低了光纤激光器的生产成本，提高了光电转换效率。
需要说明的是，高反光纤光栅距增益光纤端部的距离尽量短，应控制在1cm～50cm之间，这样使光纤激光器的生产成本更低。
并且，增益光纤后段的纤芯直径不小于增益光纤前段的纤芯直径，增益光纤后段的包层直径不小于增益光纤前段的包层直径，这样能够增大放大增益光纤(增益光纤后段)的模场直径，提高非线性效应。
另外，增益光纤后段的长度大于0.5m，使激光功率放大的效果更好。
进一步地，增益光纤内掺有稀土离子，通过掺杂不同的稀土离子，进而实现不同激光波长的输出。
其中，稀土离子为镱、铒、铥、钬和钕中的一种或多种。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于，如图2所示，高反光纤光栅4刻在一段无源光纤上，该无源光纤的两端通过熔接点6分别与增益光纤3的前端和合束器2连接。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于，如图3所示，泵浦源1和合束器2设在增益光纤3的后端，使泵浦光从增益光纤3的后端注入增益光纤3内。
实施例4
本实施例与实施例1不同之处在于，如图4所示，泵浦源1包括第一泵浦源1-1和第二泵浦源1-2，合束器2包括第一合束器2-1和第二合束器2-2。
具体地，第一泵浦源1-1输出的泵浦光经过第一合束器2-1合束后，从增益光纤3的前端注入增益光纤3内；第二泵浦源1-2输出的泵浦光经过第二合束器2-2合束后，从增益光纤3的后端注入增益光纤3内。这样，泵浦源1可从增益光纤3的两端同时向增益光纤3内注入泵浦光，进而增大光纤激光器的输出功率。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种光纤激光器，其特征在于，包括泵浦源、合束器和增益光纤；
所述增益光纤的前端设有高反光纤光栅，所述增益光纤的中部刻有低反光纤光栅，使所述增益光纤分割为增益光纤前段和增益光纤后段，所述合束器用于将所述泵浦源输出的泵浦光合束成一束，并注入所述增益光纤内。
2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述高反光纤光栅刻在所述增益光纤上。
3.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述增益光纤后段的纤芯直径不小于所述增益光纤前段的纤芯直径。
4.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述增益光纤后段的包层直径不小于所述增益光纤前段的包层直径。
5.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述增益光纤后段的长度大于0.5m。
6.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述增益光纤内掺有稀土离子。
7.根据权利要求6所述的光纤激光器，其特征在于，所述稀土离子为镱、铒、铥、钬和钕中的一种或多种。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的光纤激光器，其特征在于，所述泵浦源和所述合束器设在所述增益光纤的前端。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的光纤激光器，其特征在于，所述泵浦源和所述合束器设在所述增益光纤的后端。
10.根据权利要求1～7中任一项所述的光纤激光器，其特征在于，所述泵浦源包括第一泵浦源和第二泵浦源，所述合束器包括第一合束器和第二合束器；
所述第一泵浦源输出的泵浦光经过所述第一合束器合束后，从所述增益光纤的前端注入所述增益光纤内；所述第二泵浦源输出的泵浦光经过所述第二合束器合束后，从所述增益光纤的后端注入所述增益光纤内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320948666.4U CN219801483U (zh) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | 一种光纤激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320948666.4U CN219801483U (zh) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | 一种光纤激光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219801483U true CN219801483U (zh) | 2023-10-03 |
Family
ID=88175682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202320948666.4U Active CN219801483U (zh) | 2023-04-24 | 2023-04-24 | 一种光纤激光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219801483U (zh) |
-
2023
- 2023-04-24 CN CN202320948666.4U patent/CN219801483U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101714740B (zh) | 提高高功率泵浦铒镱共掺光纤放大器泵浦转化效率的方法 | |
| CN102801091B (zh) | 随机光纤激光器 | |
| CN103022866A (zh) | Mopa型随机光纤激光器 | |
| CN215452035U (zh) | 一种单端泵浦短腔高功率光纤激光器 | |
| CN108493748B (zh) | 基于纤芯泵浦的掺镱-拉曼混合增益随机光纤激光器 | |
| CN102263358A (zh) | 高功率全光纤结构宽带超荧光光源 | |
| CN105390913B (zh) | 辅腔泵浦铒镱共掺光纤放大器 | |
| CN113823990A (zh) | 一种短增益纤振荡放大共泵浦高功率窄线宽激光器 | |
| CN100492148C (zh) | 全光纤窄线宽百纳秒脉冲信号*** | |
| CN106711747B (zh) | 一种基于同带泵浦技术的复合腔结构光纤振荡器 | |
| CN113675720A (zh) | 一种基于带内泵浦的高效率单频掺铥光纤激光器 | |
| CN219801483U (zh) | 一种光纤激光器 | |
| Even et al. | High-power double-clad fiber lasers: a review | |
| Hofer et al. | High-power side-pumped passively mode-locked Er-Yb fiber laser | |
| CN113285335B (zh) | 一种混合增益半开腔结构2um光纤随机激光器 | |
| CN212517877U (zh) | 一种高效率短增益光纤激光器 | |
| CN105742947A (zh) | 一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ase的*** | |
| Minelly et al. | High power diode pumped single-transverse-mode Yb fiber laser operating at 978 nm | |
| CN212485782U (zh) | 一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器 | |
| Xue et al. | Comparison of Yb-doped fiber laser with one-end and double-end pumping configuration | |
| CN209929673U (zh) | 具有抑制sbs作用的双向泵浦双包层光纤激光放大器 | |
| CN110690639B (zh) | 高效率注入锁定光纤锥激光器 | |
| CN112054376A (zh) | 高功率亚纳秒脉冲光纤激光器*** | |
| CN111446612A (zh) | 一种基于倾斜光纤光栅的2um波段随机光纤激光器 | |
| CN112769029A (zh) | 多模半导体泵源包层泵浦的dbr短腔单频光纤激光器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |