[实用新型]采用多波长等间距泵浦光源的光纤激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种采用多波长泵浦激光源的低温度敏感性的光纤激光器和光纤放大器，尤其涉及波长近似等间距分布的976nm附近的多波长激光泵浦光源结构光纤激光器。 

背景技术

我们知道，光纤激光器在近年来得到了迅速的发展。其类型包括光纤脉冲激光器、光纤大功率连续激光器和光纤大功率准连续激光器。这些光纤激光器有各种不同的泵浦结构，比如前向泵浦、后向泵浦、双向泵浦及分布式多点泵浦。泵浦光源通常为半导体单管光源或者半导体多管模块。泵浦波长广泛地采用915nm，940nm，和976nm这三个波长区间。 

在大功率光纤激光器中，特别是在976nm泵浦的光纤激光器中，当工作温度发生变化，就会导致泵浦半导体激光器的管芯温度发生变化，从而引起泵浦激光器的中心波长发生偏移。掺镱有源光纤在976nm附近的效率较高，但是光谱吸收峰较窄，这样有源光纤的实际增益就会敏感地受泵浦激光器中心激射波长的影响，从而敏感地受温度的影响。但是工作温度是随着光纤激光器工作状态和工作时间长短而变化的。目前通行的做法是用外部制冷器对泵浦激光器进行主动控温，使其大致保持在相同的温度下。但是这个方法的缺点是：1  需要额外的半导体制冷器单元和制冷器控制电路； 2 这种制冷器的制冷能力是有限的，这样就限制了总的泵浦激光器的数量和功耗；3 这种制冷器本身在制冷的同时会发出更大的热量，这些热量需要及时散到光纤激光器机壳外部去，没有散出去的部分会回流到激光器内部，反而会引起更大的温升；4 在工作温度较高的时候，这种制冷器的制冷效率明显降低，甚至会发生失效。 

发明内容

针对以上问题，本实用新型的目的在于提供一种采用多波长等间距泵浦光源的光纤激光器，是采用同时用多个分布在976nm附近的近似等间距的多波长的泵浦激光来进行泵浦，使得光纤激光器中的有源光纤增益在976nm附近对工作温度的变化不十分敏感。不需要使用外部制冷器，明显改善了有源光纤对外部温度的敏感性。 

本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：采用多波长等间距泵浦光源的光纤激光器，该光纤激光器或光纤放大器采用了近似等间距的多波长泵浦激光器作为泵浦激光源，其特征在于：所述的泵浦激光源由多个波长近似、等间距的独立的半导体泵浦激光器构成。 

所述的半导体泵浦激光源的波长在976nm附近。 

所述的半导体泵浦激光源的波长为：976nm、976nm、974nm、973nm、972nm、971nm组成，其波长间隔在1-3nm之间。 

所述的泵浦激光源由一个波长近似等间距的多波长半导体泵浦激光器模块构成，该模块是基于波长合束原理进行的多波长合束。 

所述的泵浦激光源在常温下的大部分波长或全部波长位于掺杂光纤975nm吸收峰的附近，根据光纤激光器工作温度范围的不同，这些波长更多地分布在976nm的短波长一侧、或者长波长一侧、或者对称分布于两侧。 

所述的泵浦激光源的多个波长的波长间隔在1-3nm之间，优化地可以选择2nm；泵浦激光器的总波长数目在3-10之间，优化地可以选择6。 

   所述的多波长泵浦的温度不敏感光纤激光器由光纤光栅、声光调制器（近适用于脉冲光纤激光器）、惨杂有源光纤、光纤合束器、半导体泵浦激光器、电子驱动和控制系统。 

   所述的多波长泵浦的温度不敏感光纤激光器由种子激光器、惨杂有源光纤、光纤合束器、半导体泵浦激光器、电子驱动和控制系统。 

   所述的多波长泵浦的温度不敏感光纤放大器包括惨杂有源光纤、光纤合束器、半导体泵浦激光器、电子驱动和控制系统。 

本实用新型，彻底抛弃了传统的用外部制冷器对所有976nm的泵浦激光器进行制冷的手段。这些波长有针对性地分布在976nm的低波长的一侧，省去了外部制冷器，从而节省了耗电，不需要考虑制冷器带来的附加散热，以及散热器本身对环境的依耐性。同时也降低了外部制冷器及其电子控制电路的成本。实现了在一定工作温度变化范围内，惨杂有源光纤对温度的不敏感性。使得光纤激光器的输出功率稳定性和整体工作稳定性得到提高。 

附图说明

图1是本实用新型用于激光谐振级的结构示意图。 

图2是本实用新型用于光纤放大级的结构示意图。 

图3是典型的掺镱光纤的吸收截面和发射截面。 

图4是本实用新型多波长泵浦在常温下的波长分布、散射截面图。 

图5是现有技术的单波长泵浦在常温下的波长位置、散射截面图。 

图6 两种方案对于温度敏感性的比较。