[实用新型]一种基于组束技术的大功率光纤激光器

说明书

本实用新型涉及一种基于组束技术的大功率光纤激光器，包括沿光路依次设置的光纤激光器阵列、光纤头阵列、透镜、第一光栅、第二光栅、平面镜和输出耦合镜，其中，光纤激光器阵列通过光纤与光纤头阵列一一对应连接，光纤头阵列由多根单模光纤排列构成，多根单模光纤彼此相邻且呈二维分布。该光纤激光器将单模光纤头设置为二维分布的形式，相邻单模光纤头可以在空间上发生光束叠加，从而提高光纤头阵列的输出功率，提高光纤激光组束的输出功率，提高光纤激光组束的输出亮度。

技术领域

本实用新型属于光纤和激光技术领域，具体涉及一种基于组束技术的大功率光纤激光器。

背景技术

光纤激光器/放大器是以掺杂稀土元素的光纤为增益介质的激光器/放大器，通过掺杂不同的稀土元素，如饵(Er)、镒(Yb)、铥(Tm)、钬(Ho)、钕(Nd)等，光纤激光器/放大器的工作波段覆盖了从紫外到中红外。与其他激光器/放大器相比，光纤激光器/放大器具有能量转化率高、输出光束质量好、结构紧凑稳定、无需光路调整、散热性能好、寿命长和无需维护等鲜明特点，因此得到快速发展以及广泛地应用。

激光组束是目前国际上激光技术领域的研究热点，其目的是将多束激光组合成一束输出，是大幅提升激光输出功率和亮度的有效手段。利用组束技术对光纤激光器阵列的输出进行合成，未来可获得几十至几百kW的输出功率，将其作为激光系统的光源，可大大增加激光系统的紧凑性和灵活性，增大激光系统的实用性。

目前，如何提高光纤激光组束的输出功率和激光亮度仍是亟待解决的问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于组束技术的大功率光纤激光器。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本实用新型实施例提供了一种基于组束技术的大功率光纤激光器，包括沿光路依次设置的光纤激光器阵列、光纤头阵列、透镜、第一光栅、第二光栅、平面镜和输出耦合镜，其中，

所述光纤激光器阵列通过光纤与所述光纤头阵列一一对应连接，所述光纤头阵列由多根单模光纤排列构成，多根所述单模光纤彼此相邻且呈二维分布，且所述光纤头阵列设置在所述透镜的前焦平面上；

所述第一光栅设置在所述透镜的后焦点之前，用于接收并反射所述透镜的主光轴下半部分输出的光束，形成第一光束；

所述平面镜设置在所述第一光栅上且与所述第一光栅之间相交，用于接收并反射所述第一光束，形成第二光束；

所述第二光栅与所述第一光栅呈交叉状态且设置在所述平面镜的反射面一侧，用于接收并反射所述透镜的主光轴上半部分输出的光束，形成第三光束，所述第三光束与所述第二光束平行；

所述输出耦合镜设置在所述第二光束和所述第三光束的光路上，用于对所述第二光束和所述第三光束进行耦合，并输出耦合后的光束。

在本实用新型的一个实施例中，多根所述单模光纤呈圆盘分布并且相互紧靠。

在本实用新型的一个实施例中，所述透镜的焦距为5～20cm。

在本实用新型的一个实施例中，所述光纤激光器阵列包括若干并列排布的双向泵浦激光器，所述双向泵浦激光器包括：双包层有源光纤、第一泵浦源、第一泵浦源输入光纤、第二泵浦源、第二泵浦源输入光纤、第一光栅和第二光栅，其中，

所述双包层有源光纤由内至外依次包括掺杂纤芯、内包层和外包层，且所述内包层中设置有泵浦纤芯，所述双包层有源光纤的一端连接第一光栅，所述双包层有源光纤的另一端连接第二光栅；

所述第一泵浦源的输出端连接所述第一泵浦源输入光纤的输入端，所述第一泵浦源输入光纤的输出端连接所述泵浦纤芯的一端；

所述第二泵浦源的输出端连接所述第二泵浦源输入光纤的输入端，所述第二泵浦源输入光纤的输出端连接所述泵浦纤芯的另一端。