本实用新型专利技术涉及一种峰值功率增强器以及高峰值功率MOPA光纤激光器，它包括主振荡器组件、功率放大组件，所述的主振荡器组件包括种子源激光器、前向隔离器，所述的功率放大组件包括多个半导体泵浦激光器、合束器、峰值功率增强器，所述的峰值功率增强器包括半导体泵浦模块、第一准直透镜、第二准直透镜、输入尾纤、扩束透镜，激光信号从合束器输出后经输入尾纤依次通过第一准直透镜、半导体泵浦模块、第二准直透镜、扩束透镜后输出高峰值功率的激光信号。本实用新型专利技术峰值功率增强器直接取代光纤MOPA结构中主放大光路结构，以一个高功率隔离器的形式作为MOPA激光器的主放大光路直接输出光，其可大大减少光路光纤长度，有效抑制光路放大系统中的非线性效应，增强激光器输出的峰值功率。
【技术实现步骤摘要】
一种峰值功率増强器及高峰值功率MOPA光纤激光器
本技术涉及一种高功率MOPA光纤激光器。
技术介绍
光纤MOPA激光器由于具有结构紧凑、光速质量好、效率高、线宽窄、脉宽窄峰值功率高等众多优点，可以广泛应用于打标、打孔、微机械加工、军事、激光医学等领域。 现有光纤激光器的结构如图1所示，其通常包括主振荡器部分10和功率放大部分20，主振荡器主要作用是产生高质量的种子光，输出功率可大可小，因而输出光较易做到所需的时域、频域特性和保持良好的光束质量；功率放大部分主要作用则是对种子光进行放大，其由一级或几级光纤放大器组成，在保证了输出光的高光束质量的同时又实现了高功率、高能量输出。其中，主振荡器部分主要由种子源激光器101和隔离器102组成，种子源激光与隔离器之间光纤连接；功率放大部分主要由多个泵浦光源201、合束器202、有源光纤203、隔离器204等组成，泵浦光源多为半导体泵浦激光器，泵浦光源与种子光源耦合至合束器，经过有源光纤放大经隔离器输出，多级放大是指在光路中设置多个有源光纤，之间通过隔离器连接，从而实现多级放大。 而在工业微加工领域上，具有高峰值功率的MOPA激光器利用其高峰值功率高能量等特性使金属材料能在瞬间气化蒸发，从而在打标工艺上做到边沿无瑕疵、效率高、质量好，大大减少生产时间等优点，因而提高MOPA激光器峰值功率成为微加工领域上的发展趋势。 为了实现光纤MOPA激光器输出的峰值功率，一般方法是在MOPA结构中采用多级光纤放大结构，如图2所示，以三级放大光路结构的光纤MOPA激光器为例，在理想情况下，按照理论计算，第一级放大光路为种子预放大光路，若输出8ns，10khz, 15mw，峰值功率18.75W，则通过第二级放大光路后，输出为8ns，10khz, Iff,峰值功率1.25kw,再通过第三级光路输出8ns，10khz，20W，峰值功率25kW。 这一方法的弊端在于种子源输出功率小，由于多级放大来达到所需要的功率，且每级放大前需有光纤隔离器、一定长度的有源光纤以及各个元器件中多出的剩余光纤等，容易在光纤内部产生非线性效应，即上述整个光纤激光器峰值功率被抑制在25KW，限制了其输出功率的进一步提升，从而抑制了峰值功率的增强。若峰值功率高于25KW，则不能保证激光器光路系统的稳定性。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可直接取代光纤MOPA结构中主放大电路结构、输出高峰值功率的激光信号的峰值功率增强器。 为达到上述目的，本技术采用的技术方案是:一种峰值功率增强器，它包括半导体泵浦模块、安装在所述半导体泵浦模块输入侧的第一准直透镜、安装在所述半导体泵浦模块输出侧的第二准直透镜、与所述的第一准直透镜相接的输入尾纤、与所述的第二准直透镜相接的扩束透镜，所述的输入尾纤与第一准直透镜构成输入光纤准直器，所述的第二准直透镜与所述的扩束透镜构成光路放大输出端，激光信号从所述输入尾纤进入，依次经过所述的第一准直透镜、半导体泵浦模块、第二准直透镜、扩束透镜后输出高峰值功率的激光。 优化地，所述的半导体泵浦模块为特定波长半导体泵浦的Nd:YAG晶体、Nd:Glass,Nd:YV04、Yb:Glass、Yb:YAG晶体或其他可提供MOPA光纤激光器种子放大的激光介 O O 优化地，所述的半导体泵浦模块的输出功率可根据需增强的峰值功率强度不同而相应选择。 优化地，所述的输入尾纤外覆有铠甲保护层。 本技术还提供一种高峰值功率MOPA光纤激光器，它包括主振荡器组件、功率放大组件，所述的主振荡器组件包括种子源激光器、与所述的种子源激光器输出端相光纤熔接的前向隔离器，所述的功率放大组件包括多个半导体泵浦激光器、与所述的前向隔离器输出端及各半导体泵浦激光器输出端相光纤熔接用于将种子光源与泵浦光源相耦合的合束器，其特征在于:它还包括与所述的合束器输出端相光纤熔接的峰值功率增强器，所述的峰值功率增强器包括半导体泵浦模块、安装在所述半导体泵浦模块输入侧的第一准直透镜、安装在所述半导体泵浦模块输出侧的第二准直透镜、与所述的第一准直透镜相接的输入尾纤、与所述的第二准直透镜相接的扩束透镜，所述的输入尾纤与第一准直透镜构成输入光纤准直器，所述的第二准直透镜与所述的扩束透镜构成光路放大输出端，激光信号从所述的合束器输出后经所述的输入尾纤依次通过第一准直透镜、半导体泵浦模块、第二准直透镜、扩束透镜后输出高峰值功率的激光信号。 优化地，所述的峰值功率增强器各组成部件装配成一个整体部件。 优化地，所述的半导体泵浦模块为特定波长半导体泵浦的Nd:YAG晶体、Nd:Glass,Nd:YV04、Yb:Glass、Yb:YAG晶体或其他可提供MOPA光纤激光器种子放大的激光介 O O 优化地，所述的半导体泵浦模块的输出功率可根据需增强的峰值功率强度不同而相应选择。 优化地，所述的合束器与所述的峰值功率增强器之间还设置有一级或二级光纤放大光路。 由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点:本技术峰值功率增强器，直接取代光纤MOPA结构中主放大光路结构，以一个高功率隔离器的形式作为MOPA激光器的主放大光路直接输出光。其应用在光纤激光器中，可大大减少光路光纤长度，有效抑制光路放大系统中的非线性效应，突破非线性效应的限制，从而增强激光器输出的峰值功率。 【附图说明】 图1为传统光纤激光器光路组成示意图； 图2为图1中放大电路部分原理示意图； 图3为本专利技术峰值功率增强器结构原理示意图； 图4为本专利技术峰值功率增强器放大原理示意图； 图5为本专利技术光纤激光器实施例一结构示意图； 图6为本专利技术光纤激光器实施例二结构示意图。 其中:10、主振荡器组件；101、种子源激光器；102、隔离器；20、放大器组件；201、半导体泵浦激光器；202、合束器；203、有源光纤；204、隔离器。 【具体实施方式】 下面将结合附图对本技术优选实施方案进行详细说明: 实施例一: 如图5所示的光纤激光器，其包括主振荡器组件1、功率放大组件2。其中，主振荡器组件I包括种子源激光器11、前向隔离器12，种子源激光器11输出端与前向隔离器12输入端相光纤熔接。功率放大组件2包括多个半导体泵浦激光器21、合束器22、峰值功率增强器23。其中，各半导体泵浦激光器21与前向隔离器12的输出端分别耦合至合束器22，合束器22的输出端直接与峰值功率增强器23相光纤熔接。下面对峰值功率增强器23的结构组成作进一步介绍: 如图3所示的峰值功率增强器23，其包括具有铠甲层保护的输入尾纤231、准直透镜、半导体泵浦模块(DPL模块)233和扩束透镜234 ;准直透镜包括位于半导体泵浦233模块输入侧的第一准直透镜232、位于半导体泵浦模块233输出侧的第二准直透镜232’。其中，第一准直透镜232、第二准直透镜232’与DPL模块233装配在一起，输入尾纤231与第一准直透镜232构成输入光纤准直器，第二准直透镜232’与扩束透镜234构成光路放大输出端，输入光纤准直器、输出端与PDL模块装配在一起成为整体。 本实施例中，半导体泵浦模块233优选为特定波长半导体泵浦的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种峰值功率增强器，其特征在于：它包括半导体泵浦模块、安装在所述半导体泵浦模块输入侧的第一准直透镜、安装在所述半导体泵浦模块输出侧的第二准直透镜、与所述的第一准直透镜相接的输入尾纤、与所述的第二准直透镜相接的扩束透镜，所述的输入尾纤与第一准直透镜构成输入光纤准直器，所述的第二准直透镜与所述的扩束透镜构成光路放大输出端，激光信号从所述输入尾纤进入，依次经过所述的第一准直透镜、半导体泵浦模块、第二准直透镜、扩束透镜后输出高峰值功率的激光。
【技术特征摘要】
1.一种峰值功率增强器，其特征在于:它包括半导体泵浦模块、安装在所述半导体泵浦模块输入侧的第一准直透镜、安装在所述半导体泵浦模块输出侧的第二准直透镜、与所述的第一准直透镜相接的输入尾纤、与所述的第二准直透镜相接的扩束透镜，所述的输入尾纤与第一准直透镜构成输入光纤准直器，所述的第二准直透镜与所述的扩束透镜构成光路放大输出端，激光信号从所述输入尾纤进入，依次经过所述的第一准直透镜、半导体泵浦模块、第二准直透镜、扩束透镜后输出高峰值功率的激光。2.根据权利要求1所述的峰值功率增强器，其特征在于:所述的半导体泵浦模块为特定波长半导体泵浦的Nd:YAG晶体、Nd:Glass、Nd:YV04、Yb:Glass、Yb:YAG晶体或其他可提供MOPA光纤激光器种子放大的激光介质。3.根据权利要求1或2所述的峰值功率增强器，其特征在于:所述的半导体泵浦模块的输出功率可根据需增强的峰值功率强度不同而相应选择。4.根据权利要求1所述的峰值功率增强器，其特征在于:所述的输入尾纤外覆有铠甲保护层。5.一种高峰值功率MOPA光纤激光器，它包括主振荡器组件、功率放大组件，所述的主振荡器组件包括种子源激光器、与所述的种子源激光器输出端相光纤熔接的前向隔离器，所述的功率放大组件包括多个半导体泵浦激光器、与所述的前向隔离器输出端及各半导体泵浦激光器输出端相光纤熔接用于将种子光源与泵浦光...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏江帆，何健豪，刘汉斌，赵青春，
申请(专利权)人：广东高聚激光有限公司，苏州华必大激光有限公司，南京华尔达激光有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
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