[实用新型]一种发热抑制的光纤激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤激光器，特别涉及发热抑制的光纤激光器。

背景技术

由于光纤材料本身表面积对体积的比值较大，输出的光束质量好，体积小等优点，光纤激光器近年来经历了快速的发展，目前稀土掺杂光纤激光器能够得到的输出光功率不断提高。但是，随着光功率的提高，有源掺杂光纤的发热量也越来越多。有源光纤的散热问题成为大功率光纤激光器的瓶颈问题之一。该光纤发热会对光纤激光器产生很多负面影响，比如光纤模式改变、热透镜效应、光纤熔丝效应、光纤损伤等。尽管通过风冷、水冷等方式能够在一定程度上缓解有源光纤的发热问题，但是均不能从根本上解决问题。本专利提出了一项新的技术，有效地对光纤激光器中有源光纤的发热进行吸收，从整体上来看，有源光纤的发热量明显减小，从根本上抑制了有源光纤的发热，为更大光功率的光纤激光器的研制拓展了空间。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种新型的光纤激光器，该激光器有效地从光纤内部减小了有源光纤的发热，缓解了光纤激光器的发热问题。

本实用新型采用的技术方案是：一种光纤激光器，由光功率吸收器、光纤光栅Ⅰ、前向光纤泵浦光合束器、双包层有源光纤、反向光纤泵浦光合束器、光纤光栅Ⅱ、信号泵浦激光器、制冷泵浦激光器、输出准直隔离器，其特征在于：所述的双包层有源光纤的左端和前向光纤泵浦光合束器连接、右端和反向光纤泵浦光合束器连接；信号泵浦激光器与前向光纤泵浦光合束器连接，信号泵浦激光源与反向光纤泵浦光合束器连接，光纤光栅Ⅰ的右端与前向光纤泵浦光合束器连接、左端与光功率吸收器连接；光纤光栅Ⅱ左端与反向光纤泵浦光合束器连接，右端与输出准直隔离器的输入端连接。

所述的双包层有源光纤由纤芯、内包层、外包层和涂覆层组成，所述的纤芯与涂覆层之间设有内包层和外包层，其纤芯芯径为8~20微米，内包层直径为100~400微米。

本实用新型，1、光纤激光器中有源增益光纤的发热量得到显著减小。2、降低了光纤激光器中制冷系统的要求。3、避免了热透镜效应引起的光束畸变。4、 用拉曼光散射的方式进行制冷，过程是全固态的，可靠性高，性能稳定。5、除有源掺杂光纤需要有额外掺杂和制冷泵浦的波长改变以外，对于其它部件都是可以和通常的光纤激光器兼容的。

附图说明

图1是本实用新型光纤激光器结构示意图。

图2是本实用新型的双包层有源光纤的结构示意图。

图3是掺杂光纤激射过程中离子和光子相互作用示意图。

图4是掺杂光纤中的反斯托克斯拉曼散射过程的光子和声子相互作用。

图中： 201光功率吸收器、202光纤光栅Ⅰ、203前向光纤泵浦光合束器、204双包层有源光纤、2041双包层双掺杂氟玻璃光纤的纤芯、2042内包层、2043外包层、2044涂覆层，205反向光纤泵浦光合束器、206光纤光栅Ⅱ、207信号泵浦激光器、208制冷泵浦激光器、209输出准直隔离器器、301 #1掺杂离子的基态能级，302 #1掺杂离子的亚稳态能级，303 #1掺杂离子的激发态能级，401 #2掺杂离子的第一基态能级，402 #2掺杂离子的第二基态能级，403#2掺杂离子的第一激发态能级，404#2掺杂离子的第二激发态能级。

具体实施方式

由图1知，一种光纤激光器，由光功率吸收器201、光纤光栅Ⅰ202、前向光纤泵浦光合束器203、双包层有源光纤204、反向光纤泵浦光合束器205、光纤光栅Ⅱ206、信号泵浦激光器207、制冷泵浦激光器208、输出准直隔离器209，其特征在于：所述的双包层有源光纤204的左端和前向光纤泵浦光合束器203连接、右端和反向光纤泵浦光合束器205连接；信号泵浦激光器207与前向光纤泵浦光合束器203连接，制冷泵浦激光源208与反向光纤泵浦光合束器205连接，光纤光栅Ⅰ202的右端与前向光纤泵浦光合束器203连接、左端与光功率吸收器201连接；光纤光栅Ⅱ206左端与反向光纤泵浦光合束器205连接，右端与输出准直隔离器209的输入端连接。

由图2知，是本实用新型的双包层有源光纤的结构示意图。双包层有源光纤204，由纤芯2041、内包层2042、外包层2043和涂覆层2044组成，纤芯2041与涂覆层2044之间设有内包层2042和外包层2043，其纤芯芯径为8~20微米，内包层直径为100~400微米。