[实用新型]一种基于纤芯尺寸纵向渐变增益光纤的全光纤激光振荡器

权利要求书

1.一种基于纤芯尺寸纵向渐变增益光纤的全光纤激光振荡器，其特征在于，它包括纤芯尺寸纵向渐变的增益光纤(1)、高反射光纤光栅(2)、低反射光纤光栅(3)、光纤耦合半导体激光器(4)、泵浦合束器(5)、信号传能光纤(6)、泵浦传能光纤(7)、包层光滤除器(8)、光纤端帽(9)；

所述高反射光纤光栅(2)、纤芯尺寸纵向渐变增益光纤(1)、低反射光纤光栅(3)通过信号传能光纤(6)依次连接，形成光纤激光谐振腔；

所述光纤耦合半导体激光器(4)输出激光经过泵浦传能光纤(7)注入泵浦合束器(5)，然后从泵浦合束器(5)传出，通过信号传能光纤(6)注入到所述光纤激光谐振腔中；

光纤激光谐振腔输出激光经过包层光滤除器(8)后，由光纤端帽(9)扩束输出；

所述纤芯尺寸纵向渐变的增益光纤(1)包括纤芯(1-1)、内包层(1-2)、外包层(1-3)，所述内包层(1-2)包裹住纤芯(1-1)，外包层(1-3)包在内包层(1-2)外，整体构成增益光纤，纤芯(1-1)和外包层(1-3)横截面为圆形、内包层(1-2)横截面为圆形或正八边形，纤芯(1-1)的尺寸沿光纤长度方向先变大后变小，所述内包层(1-2)沿光纤长度方向的横截面及横截面的外接圆直径沿光纤长度方向恒定不变，所述外包层(1-3)的直径沿光纤长度方向恒定不变。

2.如权利要求1所述的基于纤芯尺寸纵向渐变增益光纤的全光纤激光振荡器，其特征在于，所述纤芯(1-1)包括第一小直径区域(1-4)、第二小直径区域(1-8)、一段大直径区域(1-5)、第一过渡直径区域(1-6)和第二过渡直径区域(1-7)，所述第一小直径区域(1-4)、第一过渡直径区域(1-6)、大直径区域(1-5)、第二过渡直径区域(1-7)、第二小直径区域(1-8)依次连接形成直径沿光纤方向先变大后变小的纤芯(1-1)。

3.如权利要求2所述的基于纤芯尺寸纵向渐变增益光纤的全光纤激光振荡器，其特征在于，所述第一小直径区域(1-4)和第二小直径区域(1-8)的直径相同且沿光纤长度方向恒定，长度均在1～10米范围内、归一化频率小于3.8；大直径区域(1-5)的长度1～10米、直径沿光纤长度方向为定值且不小于30微米；第一过渡直径区域(1-6)和第二过渡直径区域(1-7)的长度均在0.01～1米范围内，两者的直径渐变率相同且直径和归一化频率沿光纤长度变化，其小端的尺寸和归一化频率不小于第一小直径区域(1-4)和第二小直径区域(1-8)的尺寸和归一化频率、大端的尺寸和归一化频率不大于大直径区域(1-5)的尺寸和归一化频率。

4.根据权利要求3所述的基于纤芯尺寸纵向渐变增益光纤的全光纤激光振荡器，其特征在于，还包括后向泵浦信号合束器(10)，所述后向泵浦信号合束器(10)设置在低反射光纤光栅(3)和包层光滤除器(8)之间；所述后向泵浦信号合束器(10)包括一个信号输入臂、一个信号输出臂，一个或多个泵浦输入臂；所述后向泵浦信号合束器(10)的输出信号臂与低反射光纤光栅(3)通过信号传能光纤(6)连接，其信号输入臂与包层光滤除器(8)通过信号传能光纤(6)连接，其泵浦输入臂与另外一组光纤耦合半导体激光器(4)通过泵浦传能光纤(7)连接。

5.根据权利要求3所述的基于纤芯尺寸纵向渐变增益光纤的全光纤激光振荡器，其特征在于，所述纤芯尺寸纵向渐变的增益光纤(1)为掺稀土离子的增益光纤，用于激光产生和传输的光纤；且光纤的横截面结构选自双包层或三包层结构的光纤横截面结构中的一种；当所述纤芯尺寸纵向渐变增益光纤(1)的横截面结构为双包层结构时，内包层(1-2)直径或外接圆直径在100～1000微米之间；外包层(1-3)的直径在250～2000微米之间。

6.根据权利要求3所述的基于纤芯尺寸纵向渐变增益光纤的全光纤激光振荡器，其特征在于，所述高反射光纤光栅(2)是激光谐振腔的高反射器件，其反射率大于90％，反射中心波长与所述低反射光纤光栅(3)的中心波长匹配，高反射光纤光栅(2)的光纤纤芯直径与信号传能光纤(6)的直径匹配，用于将信号激光的绝大部分反射会谐振腔内。