[实用新型]末级放大器及光纤激光输出装置

说明书

本申请提供一种末级放大器及光纤激光输出装置，涉及光通信技术领域。所述末级放大器包括第一增益光纤、第一泵浦源、第一泵浦集束器、第一模式剥除器和第一传输光纤，所述第一泵浦源的泵浦功率大于或等于500瓦，所述第一增益光纤和所述第一传输光纤均为长度范围为3米至5米、纤芯直径范围为15微米至30微米、盘绕直径范围6厘米至20厘米的光纤，最终输出非线性成分占比低于预设值、最大功率大于或等于500瓦、光束质量M²1.6的输出光信号，从而能够配合光纤激光输出装置输出无模式不稳定现象、光谱成分纯净的大功率的稳定窄线宽激光。

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，具体而言，涉及一种末级放大器及光纤激光输出装置。

背景技术

当前各种高功率窄线宽光纤激光技术中，对线宽的技术指标要求严格限制了现有常见技术路线中振荡器产生的种子功率上限。而过低的振荡器功率直接进行高功率放大时，由于放大倍数过大，易导致放大器产生自激效应而出现激光器系统不稳定，甚至是系统烧毁的现象。因此，高功率窄线宽光纤激光技术中，预放大环节的技术方案极其重要。

当前已有的预放大器技术方案中，主要是基于10/130um光纤的多级预放大技术。但受限于模场面积，当前已有技术方案中，预放的最大功率的输出功率较小，且由于光线芯径小、非线性效应强，会导致预放大级输出的种子光中，非线性成分占比过高，当其进入主放大器进行功率放大时，会显著增强放大过程中的非线性效应，进而导致展宽光谱、光束质量劣化，则受限于非线性效应和模式不稳定性效应，最终限制整个光纤激光系统的最大输出功率。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种末级放大器及光纤激光输出装置，以改善现有技术中存在的光纤激光系统由于模式不稳定和非线性效应导致的最大输出功率受限问题。

本申请实施例提供了一种末级放大器，所述末级放大器包括第一增益光纤、第一泵浦源、第一泵浦集束器、第一模式剥除器和第一传输光纤，所述第一泵浦源的泵浦功率大于或等于500瓦，所述第一增益光纤和所述第一传输光纤均为长度范围为3米至5米、纤芯直径范围为15微米至30微米、盘绕直径范围6厘米至20厘米的光纤：所述第一增益光纤的输入端用于接收种子光，所述第一增益光纤的输出端与所述第一泵浦源的输入端连接，所述第一泵浦源的输出端分别与所述第一模式剥除器的输入端以及所述第一泵浦集束器连接；所述第一泵浦源用于输出泵浦光，所述第一泵浦集束器用于接收所述泵浦光并将所述泵浦光反向输入至所述第一增益光纤，以对所述第一增益光纤中的所述种子光进行功率放大，得到功率放大后的第一信号光，所述第一模式剥除器用于将接收到的所述第一信号光中的残余泵浦光剥离得到非线性成分占比低于预设值、最大功率大于或等于500瓦、光束质量M²1.6的第二信号光，并将所述第二信号光通过所述第一传输光纤输出。

在上述实现方式中，通过第一增益光纤、第一泵浦源、第一泵浦集束器、第一模式剥除器和第一传输光纤之间的参数配合能够输出非线性成分占比少、最大功率大于或等于500W、光束质量M21.6的优质种子光，实现了非线性成分少、功率较高、高光束质量的优质种子光的输出。

可选地，所述第一泵浦集束器的输出功率大于或等于所述第一泵浦源的泵浦功率，信号光损耗率小于百分之十。

在上述实现方式中，通过功率匹配保证了第一泵浦集束器能够实现泵浦光的集束耦合，以提高出纤功率，改善泵浦转换效率和输出光束质量。

可选地，所述第一模式剥除器的剥除功率大于或等于100W。

在上述实现方式中，通过功率匹配的模式剥除器能够对包层光进行剥除，提高光束质量，保证相关光学准直器件以及激光器的稳定性。

可选地，所述第一增益光纤为双包层、三包层或多包层光纤。