[发明专利]激光放大器和具有其的激光放大系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光器领域，特别涉及一种激光放大器和具有其的激光放大系统。

背景技术

近年来，高功率光纤激光器研究成为激光领域一个新的发展方向。围绕如何提高光纤激光器输出功率这一问题，各国科研人员正不断付出努力，而如何设计放大级即有效地利用振荡级输出的种子激光成为现阶段有待解决的难题。

发明内容

本发明的第一方面在于提供一种具有上述增益光纤部件的激光放大器，该激光放大器的非线性效应能够被有效地抑制，从而降低信号光和泵浦光的损耗。

本发明的第二方面在于提供一种具有上述激光放大器的激光放大系统，该激光放大系统的非线性效应能够被有效地抑制。

根据本发明第一方面实施例的一种激光放大器，包括：增益光纤部件，所述增益光纤部件包括多个依次相连的增益光纤，沿着激光放大方向所述多个增益光纤的纤芯的直径依次增大；泵浦源，所述泵浦源用于向所述增益光纤部件照射泵浦光；和泵浦耦合器，所述泵浦耦合器设在所述泵浦源和所述增益光纤部件之间，用于将所述泵浦源发出的泵浦光耦合到所述增益光纤部件。

根据本发明实施例的激光放大器，通过多个直径依次增大的增益光纤，可有效降低增益光纤中信号光、泵浦光的损耗，进而在提高光纤激光器的工作效率和输出功率水平的同时有效的降低功率密度进而抑制激光放大器的非线性效应。

另外，根据本发明实施例的激光放大器，还可以具有如下附加技术特征：

每相邻的两个所述增益光纤之间通过过渡连接光纤连接，其中所述过渡连接光纤的纤芯的直径沿着激光放大方向逐渐增大且两端分别与所述相邻的两段增益光纤连接。

可选地，每相邻的两个所述增益光纤的包层的直径分别与将所述过渡连接光纤的包层的直径相同。由此，能够在整体上有效地抑制增益光纤部件的非线性效应，从而降低信号光和泵浦光的损耗。

或者可选地，所述过渡连接光纤的包层构成为将每相邻的所述增益光纤的包层过渡连接，且所述过渡连接光纤的包层的直径沿着激光放大方向逐渐增大。由此，进一步能够在整体上有效地抑制增益光纤部件的非线性效应，从而降低信号光和泵浦光的损耗。

可选地，彼此相邻的所述增益光纤通过熔融拉锥工艺或热扩散纤芯工艺熔接，形成所述过渡连接光纤。

可选地，所述增益光纤和/或所述过渡连接光纤中的掺杂粒子为Yb³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Nd³⁺、Ge³⁺、Pr³⁺、Ho³⁺、Dy³⁺或Eu³⁺。

可选地，所述泵浦源为泵浦灯或激光器。

可选地，所述激光器为半导体激光器、光纤激光器或固体激光器。

可选地，所述泵浦耦合器为端面泵浦耦合器或侧面泵浦耦合器。

根据本发明的第二方面的一种激光放大系统，包括相互连接的多个激光放大器，所述激光放大器为上述根据本发明第一方面所述的激光放大器。

根据本发明实施例的激光放大系统，激光放大系统中的增益光纤部件具有通过过渡连接光纤过渡连接的多个增益光纤，且在上述多个增益光纤中，激光传播路径上的下游的增益光纤的纤芯的直径比与之相邻的上游的增益光纤的纤芯的直径大。由此，能够有效地抑制激光放大系统的非线性效应。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的激光放大器的增益光纤部件的一个示例的示意图。

图2是本发明实施例的激光放大器的增益光纤部件的另一个示例的示意图。

图3至图6是根据本发明多个实施例的激光放大器的结构示意图。

图7是根据本发明实施例的激光放大系统的结构示意图。

符号说明：

1激光放大器；11增益光纤部件；12泵浦源；13泵浦耦合器；111增益光纤；112过渡连接光纤；1111、1121纤芯；1112、1122包层

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。