一种集中泵浦光纤激光器和光纤放大器，其特征在于它的结构是：一环形柱面波导，该环形柱面波导是在环形方槽中内一双包层光纤的仅有掺杂纤芯和纯石英内包层的裸光纤段卷绕叠放并由玻璃填料填注，外表面镀有对泵浦光高反的高反射层而成，该双包层光纤未去除聚合物外包层的两端留在该环形柱面波导之外形成双包层光纤前端和双包层光纤后端，该环形柱面波导的外侧设有多个泵浦光的入口，其位置与环形柱面波导的外侧相切，每一泵浦光的入口处设半导体激光器。本发明专利技术提高系统稳定性，半导体激光器不需要制冷以及光纤耦合，增大了泵浦光功率，提高了泵浦效率，提高了光纤激光器的输出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光器和激光放大器，特别是一种集中泵浦光纤激光器和光纤放大器。
技术介绍
让更多的泵浦光泵浦双包层光纤的掺杂纤芯，是提高光纤激光器和光纤放大器输出功率的重要前提。现有技术中，光纤激光器和光纤放大器的激光介质通常采用双包层光纤的结构，泵浦方法一般采用端面泵浦，即从双包层光纤的端面输入泵浦光，参见武自录等人发表的“掺Yb3+双包层光纤激光器的数值分析”，《光学学报》第31卷，第3期，2002.3。这种双包层光纤激光器虽然能比较有效地把半导体泵浦激光从端面耦合进入其双包层光纤的内包层，但需要用较大孔径的透镜聚焦才能把大功率半导体泵浦激光从端面耦合进入该内包层，整个系统不够稳定，限制了光纤激光器和光纤放大器的实际应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种集中泵浦光纤激光器和光纤放大器，以提高该系统稳定性和结构的紧凑性，提高其输出功率。本专利技术技术解决方案的原理是 本专利技术突破了原来双包层光纤激光器的概念，把祛除了外包层的双包层光纤用k6冕牌玻璃浇铸在一个环形柱体波导内，并在波导的外表面镀上对泵浦光高反的多层反射膜，半导体激光器发出的泵浦激光从环形柱体波导的侧面进入其内，由于波导外表面对泵浦光的高反作用，使进入波导内的泵浦光可在其中传输，在传输的过程中不断穿越被剥去外包层的双包层光纤的有源纤芯，而被其中的掺杂离子吸收，从而实现泵浦作用。本专利技术的技术解决方案如下一种集中泵浦光纤激光器和光纤放大器，其特征在于它的结构是一环形柱面波导，该环形柱面波导是在环形方槽中内一双包层光纤的仅有掺杂纤芯和纯石英内包层的裸光纤段卷绕叠放并由玻璃填料填注，外表面镀有对泵浦光高反的高反射层而成，该双包层光纤未去除聚合物外包层的两端留在该环形柱面波导之外形成双包层光纤前端和双包层光纤后端，该环形柱面波导的外侧设有多个泵浦光的入口，其位置与环形柱面波导的外侧相切，每一泵浦光的入口处设半导体泵浦激光器。所述的多个泵浦光的入口与环形柱面波导的环中心对称。双包层光纤激光输出端即前端、后腔镜所在端或种子光进入端即双包层光纤后端。其中环形柱体波导是由双包层光纤内包层和掺杂纤芯以及k6冕牌玻璃填料组成，这样可以把掺杂的有源光纤集中起来形成一个横截面积比双包层光纤大很多的泵浦光传输波导，大功率半导体激光器无须经过光束整形，直接从柱体波导的侧面进入波导内。本专利技术极大地扩大了泵浦光的传输波导，使大功率半导体泵浦激光很容易实施对掺杂纤芯的泵浦作用，产生高功率激光。同时本专利技术还可以采用许多个不须制冷的半导体激光器从环形波导侧面的多个部位进行泵浦，使光纤激光器和光纤放大器的结构大为简化。本专利技术通过把祛除了外包层的掺杂光纤用k6冕牌玻璃浇注在一个环形柱面波导内进行集中泵浦，能有效地避免端面泵浦的双包层光纤激光器的不稳定性，提高系统稳定性；同时本专利技术可在环形柱面波导侧面的多个部位把泵浦激光耦合进内其中，而且这些半导体激光器不需要制冷以及光纤耦合，增大了泵浦光功率，提高了泵浦效率，从而提高了双包层光纤激光器的输出功率。以下结合附图与实施例对本专利技术作进一步的说明。附图说明图1为本专利技术集中泵浦光纤激光器和放大器的结构示意图。图2为本专利技术集中泵浦光纤激光器和放大器的环形柱面波导的横截面示意图具体实施方式先请参阅图1和图2，图1为本专利技术集中泵浦光纤激光器和放大器的结构示意图。由图1可见，本专利技术集中泵浦光纤激光器和放大器的结构是一环形柱波导1，该环形柱面波导1是在环形方槽中内一双包层光纤的仅有掺杂纤芯11和纯石英内包层12的裸光纤段卷绕叠放并由玻璃填料13填注，外表面镀有对泵浦光高反的高反射层15而成，该双包层光纤未去除聚合物外包层的两端留在该环形柱面波导1之外形成双包层光纤前端3和双包层光纤后端4，该环形柱面波导1的外侧设有多个泵浦光的入口14，其位置与环形柱面波导1的外侧相切，每一泵浦光的入口14处设半导体泵浦激光器2。所述的多个泵浦光的入口14与环形柱面波导1的环中心对称。各部件的关系是半导体激光器2发出的泵浦光经泵浦光入射口14进入环形柱面波导1内，因高反射层15的反射作用得以在环形柱面波导1内传输，同时不断穿越掺杂纤芯11，而被其中的掺杂离子吸收，实现泵浦作用。下面是一个具体实施例取一根长度为40m、内包层直径为0.4mm、掺Yb3+离子、纤芯直径为9μm的双包层光纤，用强酸腐蚀其聚合物外包层，剩下裸光纤，然后用氢氧焰远距离加热裸光纤，使它只能弯曲而不能熔化，把裸光纤卷绕在一个内外直径分别为12.5cm和13cm的环形方槽中，方槽为横断面0.5*0.5cm2正方形、内部光滑的钢制模具，在方槽的外侧有四个泵浦光的入口，其位置对于环中心对称且与环的外侧相切。然后采用k6冕牌玻璃进行浇注，由于石英的熔点为2100℃，而k6冕牌玻璃可在850℃时进行铸造，温度相差较多，铸造时不会对光纤造成影响。然后把浇注好的环形柱体的表面镀上对波长为976nm泵浦光高反的反射膜，泵浦光的入口和光纤的两个端面均免镀。最后用四个输出功率为5W、输出波长为976nm的半导体激光器对环形柱体内的掺杂光纤进行抽运。用作激光器时，光纤的后端面磨平后贴上对激光波长1110nm高反的反射膜作为后腔镜，光纤的前端面磨平作为前腔镜；用作放大器时，种子光从光纤的后端面进入掺杂的纤芯，激光从前端面输出。综上所述，本专利技术通过把祛除了外包层的掺杂光纤用k6冕牌玻璃浇注在一个环形柱面波导内进行集中泵浦，能有效地避免端面泵浦的双包层光纤激光器的不稳定性，提高系统稳定性。同时本专利技术可在环形柱面波导侧面的多个部位把泵浦激光耦合进内其中，而且这些半导体激光器不需要制冷以及光纤耦合，增大了泵浦光功率，提高了泵浦效率，从而提高了双包层光纤激光器的输出功率。权利要求1.一种集中泵浦光纤激光器和光纤放大器，其特征在于它的结构是一环形柱面波导(1)，该环形柱面波导(1)是在环形方槽中内一双包层光纤的仅有掺杂纤芯(11)和纯石英内包层(12)的裸光纤段卷绕叠放并由玻璃填料(13)填注，外表面镀有对泵浦光高反的高反射层(15)而成，该双包层光纤未去除聚合物外包层的两端留在该环形柱面波导(1)之外形成双包层光纤前端(3)和双包层光纤后端(4)，该环形柱面波导(1)的外侧设有多个泵浦光的入口(14)，其位置与环形柱面波导(1)的外侧相切，每一泵浦光的入口(14)处设半导体泵浦激光器(2)。2.根据权利要求1所述的集中泵浦光纤激光器和光纤放大器，其特征在于所述的多个泵浦光的入口(14)与环形柱面波导(1)的环中心对称。全文摘要一种集中泵浦光纤激光器和光纤放大器，其特征在于它的结构是一环形柱面波导，该环形柱面波导是在环形方槽中内一双包层光纤的仅有掺杂纤芯和纯石英内包层的裸光纤段卷绕叠放并由玻璃填料填注，外表面镀有对泵浦光高反的高反射层而成，该双包层光纤未去除聚合物外包层的两端留在该环形柱面波导之外形成双包层光纤前端和双包层光纤后端，该环形柱面波导的外侧设有多个泵浦光的入口，其位置与环形柱面波导的外侧相切，每一泵浦光的入口处设半导体激光器。本专利技术提高系统稳定性，半导体激光器不需要制冷以及光纤耦合，增大了泵浦光功率，提高了泵浦效率，提高了光纤激光器的输出。文档编号G02F1/39GK1588222SQ20本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种集中泵浦光纤激光器和光纤放大器，其特征在于它的结构是：一环形柱面波导（１），该环形柱面波导（１）是在环形方槽中内一双包层光纤的仅有掺杂纤芯（１１）和纯石英内包层（１２）的裸光纤段卷绕叠放并由玻璃填料（１３）填注，外表面镀有对泵浦光高反的高反射层（１５）而成，该双包层光纤未去除聚合物外包层的两端留在该环形柱面波导（１）之外形成双包层光纤前端（３）和双包层光纤后端（４），该环形柱面波导（１）的外侧设有多个泵浦光的入口（１４），其位置与环形柱面波导（１）的外侧相切，每一泵浦光的入口（１４）处设半导体泵浦激光器（２）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：楼祺洪，吴中林，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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