[发明专利]一种具有抗纤芯反射光功能的光纤激光器

说明书

本发明公开了一种具有抗纤芯反射光功能的光纤激光器，该光纤激光器包括依次连接的指示光源，高功率波分复用器，第一包层光滤除器，第二包层光滤除器，高反光栅，双包层掺镱光纤，低反光栅，泵浦信号合束器，第三包层光滤除器和输出端帽；第一包层光滤除器与第二包层光滤除器的熔接方式为失配熔接，泵浦信号合束器的正向传输插损和反向传输插损均小于0.2dB，光纤激光器采用反向泵浦的泵浦方式。本发明的光纤激光器通过采用失配熔接以及低反向插损的泵浦信号合束器防止指示光源和泵浦信号合束器被纤芯反射光损坏，通过采用反向泵浦减少拉曼纤芯反射光的功率，具有很强的抗纤芯反射光的能力，可用于高反射率材料的工业加工。

技术领域

本发明属于激光技术领域，涉及一种具有抗纤芯反射光功能的光纤激光器，尤其涉及一种用于工业加工的具有抗纤芯反射光功能的全光纤结构高功率单模掺镱连续光纤激光器。

背景技术

光纤激光具有高效率、高光束质量、高紧凑度等优点，被广泛应用于现代高科技工业加工技术中。目前，工业材料加工主要采用高功率多模激光。相比于多模光纤激光，高功率单模光纤激光具有更高的光束质量，在一些需要极高亮度的材料加工应用中，如远程加工、精细加工以及加工高反射率材料（铜，铝等）时具有更大的优势。

然而将高功率单模光纤激光用于材料加工依旧面临挑战。在加工过程中，材料表面产生的反射光将从输出端帽进入单模光纤激光器的输出光纤中。这些反射光可以进一步被分为两种成分：（1）进入光纤激光器输出光纤包层中的反射光（以下简称包层回光）；（2）进入输出光纤纤芯中的反射光（以下简称纤芯回光，包括信号光波段纤芯回光以及拉曼纤芯回光）。包层回光可以采用传统的包层光滤除器滤除，因此包层回光对单模光纤激光器的影响较小。纤芯回光由于在纤芯中传输，不能用包层光滤除器滤除，将返回光纤激光器中，导致光纤激光器内部器件（如指示光源，泵浦信号合束器）损坏。

申请号为CN201110164672.2的中国专利文献给出了一种带有防反射光功能的光纤激光加工装置，其原理是在输出端和加工材料表面之间加入偏光分束镜和四分之一波片，使得在加工表面产生的反射光经过四分之一波片后的偏振方向与原偏振方向垂直，被偏振分束镜反射至与光轴垂直的方向，通过防止反射光进入光纤激光器从而保护激光器的安全运行。然而，该专利文献的方案只适用于输出激光是线偏振激光的情况，对于非保偏光纤激光器而言并不适用。而目前，用于工业加工的大功率光纤振荡器或放大器均属于非保偏光纤激光器，因此上述专利文献的方案不能用于基于高功率非保偏光纤激光的工业加工装置中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种抗纤芯反射光能力强、可用于高反射率材料工业加工的具有抗纤芯反射光功能的光纤激光器，该光纤激光器通过包层光滤除器之间的失配熔接以及低反向插损的泵浦信号合束器防止指示光源和泵浦信号合束器被纤芯回光损坏，通过采用反向泵浦降低拉曼光输出功率从而进一步减少拉曼纤芯回光的功率。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

一种具有抗纤芯反射光功能的光纤激光器，所述光纤激光器包括依次连接的指示光源1，高功率波分复用器，第一包层光滤除器，第二包层光滤除器，高反光栅，双包层掺镱光纤，低反光栅，泵浦信号合束器，第三包层光滤除器和输出端帽；所述第一包层光滤除器与第二包层光滤除器的熔接方式为失配熔接，所述泵浦信号合束器的正向传输插损和反向传输插损均小于0.2dB，所述光纤激光器采用反向泵浦的泵浦方式。

上述的具有抗纤芯反射光功能的光纤激光器中，优选的，所述第一包层光滤除器与第二包层光滤除器进行失配熔接时，第一包层光滤除器的输出光纤与第二包层光滤除器的输入光纤仅纤芯轴线对准即可，第一包层光滤除器进入第二包层光滤除器的插入损耗≤0.45dB，纤芯回光从第二包层光滤除器进入第一包层光滤除器的插入损耗≥9.8dB。