本发明专利技术提供一种激光器包括：泵浦源，用于产生泵浦光，所述泵浦光波长为900nm～960nm之间的任意个单波长和/或波段；谐振模块，用于吸收泵浦光并使振荡产生，输出第一信号激光；所述谐振模块包括高反光元件、低反光元件以及位于所述高反光元件和低反光元件之间光路上的掺镱光纤；所述低反光元件的反射率小于所述高反光元件的反射率；其中，所述泵浦源用于对所述掺镱光纤进行纤芯泵浦，所述第一信号激光波长包括970nm～1000nm之间的任意个单波长和/或波段。所述激光器能够提高激光输出效率，并实现单模尾纤输出970nm～1000nm的信号激光输出。出。出。
【技术实现步骤摘要】
一种激光器、光学设备及生产方法
[0001]本专利技术涉及一种激光器、光学设备及生产方法，尤其涉及一种高功率单模尾纤输出的短波长掺镱光纤激光器。
技术介绍
[0002]通过泵浦掺镱、掺铒等光纤产生或放大激光的技术被不断研究，然而，目前的泵浦掺镱和掺铒光纤的单模980nm泵浦源存在输出功率低、激光效率低、光纤制作难度大以及高功率单模尾纤输出困难的问题。
[0003]首先，目前产生980nm附近的单模激光的方法是采用单模980nm光纤耦合半导体激光器，然而其输出功率在1.2W以下，已不能满足特别是全光纤化单频窄线宽光纤激光器、超快光纤激光器等精密激光技术的发展需求。
[0004]其次，采用高功率多模915nm半导体激光器泵浦掺镱光纤产生10W级单模980nm激光是一个技术途径。依据文献报道公开的方法，可归纳为基于大芯包比光纤(如20/125、35/125、20/80、60/130、14/45等)、带隙型光子晶体光纤和多芯光纤的技术方案。上述方案主要依据改进掺镱光纤的结构设计，以提高激光效率，但同时也出现了和无源光纤器件匹配难、光纤结构复杂制作难度大、光束质量下降、大量泵浦光剩余等影响实际应用的缺点。
[0005]如何保证输出高功率，实现单模尾纤、柔性输出970
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1000nm激光是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的一个目的在于，针对现有技术中的问题，提供一种激光器，能够提高激光输出效率，并实现单模尾纤柔性输出970nm～1000nm的激光。
[0007]为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：
[0008]本专利技术技术方案提供一种激光器，其特征在于，包括：
[0009]泵浦源，用于产生泵浦光，所述泵浦光波长包括900nm～960nm之间的任意个单波长和/或波段；
[0010]谐振模块，用于吸收泵浦光并使振荡产生，输出第一信号激光；所述谐振模块包括高反光元件、低反光元件以及位于所述高反光元件和低反光元件之间光路上的掺镱光纤；
[0011]所述高反光元件用于使谐振模块中的光反射回掺镱光纤；所述掺镱光纤用于吸收至少部分进入所述谐振模块中的泵浦光以产生所述第一信号激光；所述低反光元件用于使经过所述掺镱光纤的光部分反射回掺镱光纤，且部分从所述谐振模块输出形成所述第一信号激光；所述低反光元件的反射率小于所述高反光元件的反射率；
[0012]其中，所述泵浦源用于对所述掺镱光纤进行纤芯泵浦，所述第一信号激光波长包括970nm～1000nm之间的任意个单波长和/或波段。
[0013]可选的，所述泵浦源包括子泵浦源和第一增益模块，所述第一增益模块用于吸收所述子泵浦源发射的子光束并产生所述泵浦光，所述泵浦源为掺钕光纤泵浦源，所述第一
增益模块包括所述掺钕光纤；所述子泵浦源发射的子光束的波长为700nm～890nm之间的任意个单波长和/或波段。
[0014]可选的，所述第一增益模块为光纤振荡器或放大器；所述光纤振荡器包括：所述掺钕光纤、第一反射元件和第二反射元件，所述掺钕光纤位于所述第一反射元件和第二反射元件之间的光路上，所述第一反射元件的反射率大于第二反射元件的反射率。
[0015]可选的，所述第一增益模块还包括掺锗光纤，所述掺锗光纤和掺钕光纤形成掺钕
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拉曼混合增益光纤。
[0016]可选的，所述第一增益模块为放大器，所述第一增益模块还包括种子源，所述种子源用于为所述掺钕光纤提供种子光，所述种子源的波长为900～940nm之间的任意个单波长和/或波段。
[0017]可选的，所述高反光元件为光纤元件，所述高反光元件具有第一光纤连接端；所述低反光元件为光纤元件，所述低反光元件具有第二光纤连接端；所述掺镱光纤两端分别与所述第一光纤连接端和第二光纤连接端熔接；所述谐振模块具有泵浦光输入光纤和激光输出光纤；所述泵浦源通过尾纤与所述泵浦光输入光纤熔接，所述激光输出光纤通过激光输出端口输出所述第一信号激光。
[0018]可选的，所述低反光元件具有所述激光输出光纤，所述激光输出端口和所述第二光纤连接端分别位于所述低反光元件两侧；所述高反光元件具有泵浦光输入光纤；
[0019]或者，
[0020]所述低反光元件具有泵浦光输入光纤；所述谐振模块还包括第一耦合器，所述第一耦合器用于连接所述泵浦源的尾纤、激光输出光纤及所述泵浦光输入光纤。
[0021]可选的，所述第一耦合器为波分复用器，用于通过所述泵浦光输入光纤注入所述泵浦光，使经所述高反光元件返回的第一信号激光与泵浦光分离，并使所述第一信号激光通过所述激光输出光纤输出。
[0022]可选的，所述高反光元件为光纤光栅或光纤反射镜；所述低反光元件为光纤光栅或光纤分束器；
[0023]其中，所述光纤反射镜包括：反射镜以及与反射镜封装为一体的传输光纤，所述传输光纤用于将透过所述掺镱光纤的光传输至所述反射镜，并将所述反射镜反射回的光传输回掺镱光纤，所述传输光纤远离反射镜的一端为所述第一光纤连接端；
[0024]所述光纤分束器包括第二耦合器、分束器输入光纤、分束器输出光纤和回射光纤，分束器输入光纤、分束器输出光纤和回射光纤均与所述第二耦合器连接；所述分束器输入光纤背离所述第二耦合器的一端为第二光纤连接端；所述分束器输出光纤用于输出所述第一信号激光；所述回射光纤两端及所述第二耦合器相互连接。
[0025]可选的，所述高反光元件和所述低反光元件中至少一者包括掺锗无源光纤；所述高反光元件的波长范围与低反光元件的波长范围至少部分重叠；所述掺镱光纤的模场直径与所述高反光元件的模场直径之差小于5μm，所述掺镱光纤的模场直径与所述低反光元件的模场直径之差小于5μm。
[0026]可选的，所述高反光元件的反射率大于或等于90％；所述低反光元件的反射率为1％～60％。
[0027]可选的，所述掺镱光纤中仅掺杂有镱离子，所述掺镱光纤长度为5cm～100cm，镱离
子浓度为1000ppm～15000ppm；所述掺镱光纤的芯包比为0.04～0.10；或，
[0028]所述掺镱光纤掺有镱离子和钕离子，其中钕离子浓度为100ppm～5000ppm；所述掺镱光纤的芯包比为0.04～0.10。
[0029]可选的，所述泵浦光为包括基模的单模光或所述泵浦光为近单模光，所述近单模光的模式数小于或等于4；
[0030]所述掺镱光纤为仅支持基模传输的单模光纤；或，所述掺镱光纤为支持单模激光起振的少模光纤，所述少模光纤的归一化频率小于3.5。
[0031]可选的，所述掺镱光纤弯曲设置。
[0032]可选的，还包括：第二增益模块，所述第二增益模块用于在所述第一信号激光的泵浦下将所述第一信号激光转换为第二信号激光，所述第二信号激光与所述第一信号激光的波长或功率不同。
[0033]可选的，所述第二信号激光的波长为1.3μm～1.8μm；所述第二增益模块包括掺铒光纤和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光器，其特征在于，包括：泵浦源，用于产生泵浦光，所述泵浦光波长包括900nm～960nm之间的任意个单波长和/或波段；谐振模块，用于吸收泵浦光并使振荡产生，输出第一信号激光；所述谐振模块包括高反光元件、低反光元件以及位于所述高反光元件和低反光元件之间光路上的掺镱光纤；所述高反光元件用于使谐振模块中的光反射回掺镱光纤；所述掺镱光纤用于吸收至少部分进入所述谐振模块中的泵浦光以产生所述第一信号激光；所述低反光元件用于使经过所述掺镱光纤的光部分反射回掺镱光纤，且部分从所述谐振模块输出形成所述第一信号激光；所述低反光元件的反射率小于所述高反光元件的反射率；其中，所述泵浦源用于对所述掺镱光纤进行纤芯泵浦，所述第一信号激光波长包括970nm～1000nm之间的任意个单波长和/或波段。2.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述泵浦源包括子泵浦源和第一增益模块，所述第一增益模块用于吸收所述子泵浦源发射的子光束并产生所述泵浦光，所述泵浦源为掺钕光纤泵浦源，所述第一增益模块包括所述掺钕光纤；所述子泵浦源发射的子光束的波长为700nm～890nm之间的任意个单波长和/或波段。3.如权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述第一增益模块还包括掺锗光纤，所述掺锗光纤和掺钕光纤形成掺钕
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拉曼混合增益光纤。4.如权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述高反光元件为光纤元件，所述高反光元件具有第一光纤连接端；所述低反光元件为光纤元件，所述低反光元件具有第二光纤连接端；所述掺镱光纤两端分别与所述第一光纤连接端和第二光纤连接端熔接；所述谐振模块具有泵浦光输入光纤和激光输出光纤；所述泵浦源通过尾纤与所述泵浦光输入光纤熔接，所述激光输出光纤通过激光输出端口输出所述第一信号激光。5.如权利要求4所述的激光器，其特征在于，所述低反光元件具有所述激光输出光纤，所述激光输出端口和所述第二光纤连接端分别位于所述低反光元件两侧；所述高反光元件具有泵浦光输入光纤；或者，所述低反光元件具有泵浦光输入光纤；所述谐振模...
【专利技术属性】
技术研发人员：林治全，曾鑫，杨学宗，冯衍，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：
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