[发明专利]光纤激光器综合教学实验平台

说明书

本发明公开一种光纤激光器综合教学实验平台，包括电源模块、光源模块、光纤器件、光纤处理模块、测试模块以及数据采集模块。电源模块用于提供电源，光源模块用于提供泵浦光源和测试光源，光纤器件用于搭建激光器各种腔型，光纤处理模块用于对光纤处理，测试模块用于测试表征，数据采集模块用于采集测试表征数据。本发明技术方案使得教学实验平台可执行光纤熔接，元器件的测量，光纤荧光特性的测试，前向、后向线型腔结构光纤激光器，环形腔光纤激光器，主动、被动调Q光纤激光器，锁模光纤激光器，光纤放大器等教学实验，提高教学实验的多样性而具有广泛应用范围；此外采用开放式光纤器件，使得在培养实操积极性的同时，亦可培养创新能力。

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，特别涉及一种光纤激光器综合教学实验平台。

背景技术

光纤激光器具有寿命长、结构紧凑、效率高、散热好以及制作灵活等多种优点，使其逐渐取代某些二氧化碳激光器、固体激光器等，并已被广泛应用于工业加工、光纤通信、医疗器械、传感检测以及军事国防等诸多领域。特别是近三年以来，工业光纤激光器的销售额持续增长。由此可见，光纤激光器的应用正逐步扩展，因此开展光纤激光器相关实验，对现代激光制造业从业人员也具有越来越重要的意义。

而根据光纤中掺杂稀土离子的不同，光纤激光器可实现不同波长的激光输出，例如：常见的稀土掺杂离子包括Yb³⁺(镱)、Nd³⁺(钕)、Er³⁺(铒)、Tm³⁺(铥)、Ho³⁺(钬)、Pr³⁺(镨)等。目前市场现有的光纤激光器教学平台种类较为单一，且可开展的实验内容有限，均采用空间对接的结构，并未实现真正意义的全关光纤化操作。具体而言，其与主流的固体激光原理实验类似，涉及的实验内容主要为半导体激光泵浦源(LD)P-I曲线测试；搭建前向泵浦(后向泵浦)光纤激光器实验；观测泵浦激光器工作温度对激光器输出的影响；光纤激光器自调Q与自锁模(时域特性)实验，光纤激光放大实验。上述的实验内容较为传统，且与固体激光原理及技术相似，且谐振腔结构只考虑到了线型腔，斜率效率的测试为最基本的参数测量，固体激光原理与技术的实验也已经涉及，LD温度对光纤激光器输出特性的影响其实为LD本身的特性，自锁模比非线性偏振旋转或可饱和吸收体锁模效果较差，已不适合对现代超快激光应用的需求，且均未涉及放大器；此外，对于光纤的耦合等均采用了空间结构，效率较低，无法满足对光纤熔接的需求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种光纤激光器综合教学实验平台，旨在使其可执行光纤熔接，元器件的测量，光纤荧光特性的测试，前向、后向线型腔结构光纤激光器，环形腔光纤激光器，主动、被动调Q光纤激光器，锁模光纤激光器，光纤放大器等教学实验，提高教学实验的多样性而具有较广的应用范围；此外，采用开放式光纤器件，使得在培养使用者的实操积极性的同时，亦可培养使用者的创新能力。

为实现上述目的，本发明提出的光纤激光器综合教学实验平台包括电源模块、光源模块、光纤器件、光纤处理模块、测试模块以及数据采集模块；

所述电源模块用于对所述光纤激光器综合教学实验平台提供电源，所述光源模块用于提供泵浦光源和测试光源，所述光纤器件用于搭建激光器各种腔型，并与所述光源模块相配合形成激光器实验系统，所述光纤处理模块包括光纤剥线钳、光纤切割刀、光纤熔接机以及光纤清洁用品，用于对所述光纤器件的光纤进行光纤涂覆层的剥除、清洁、切割以及熔接处理，所述测试模块包括功率计、光谱仪、CCD相机、光电探测器以及示波器，用于对所述激光器实验系统的功率、光谱、光斑以及脉冲等进行测试表征，所述数据采集模块用于对所述测试模块所测试表征出的功率数据、光谱数据、光斑数据以及脉冲等数据进行采集。

可选地，所述光纤器件包括光纤全反镜、波分复用器、单包层增益光纤以及偏振无关光纤隔离器；

所述光纤全反镜、所述波分复用器、所述单包层增益光纤以及所述偏振无关光纤隔离器依次连接，或者，所述光纤全反镜、所述单包层增益光纤、所述波分复用器以及所述偏振无关光纤隔离器依次连接；