【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对可见性、生物医学、主动视觉系统、国防和污染监测中的透明塑料材料进行处理的。具体地，本专利技术涉及一种用于高功率掺钬光纤激光器的泵浦系统，在该泵浦系统中，用来泵浦激光的光纤的加热被简化或消除，并且设备的其余部分的绝缘和/或冷却需求被减少或消除。
技术介绍
1、如本领域众所周知的，用光纤技术构造的2微米激光器采用掺铥光纤或掺钬光纤。在使用掺钬光纤的情况下，其可以使用用镱构建的1.13微米辅助激光器进行泵浦，这比使用掺铥光纤具有优势。该1.13微米镱激光器构成了泵浦，泵浦在数十瓦功率下的正确工作需要对光纤进行加热，以避免在较短波长(而不是所需的1.13微米波长)处的寄生激光发射。镱激光器通常由975nm泵浦二极管馈电。将镱光纤加热最多至达80℃的温度是一个主要的技术难题。从这个意义上说，对镱光纤的加热涉及将电力电子器件集成到设备中，以将镱光纤缠绕在其中的金属支撑件加热至80℃的温度(其可以是直径为20厘米的铝圆柱体)。激光器设备内部的这种热源会损害系统的电子器件和光学器件的其他部分，并且增加设备的其余部分对于热线圈的绝缘和/或冷却需求。在现有技术中，通常通过加热来解决该问题，并且还可以通过增加泵浦的数目以使每个泵浦工作在寄生激光发射的阈值以下来解决，然而，这还不够。
2、然而，如现有技术中已知的，为了在光纤技术中具有2微米激光器，最常见的解决方案是使用掺铥的光纤。这种光纤的泵浦总是很复杂，并且常见的解决方案是使用级联激光器方案：975nm半导体激光二极管、1.6微米掺铒光纤激光器。然而，如果使用掺钬光纤，可
3、使用掺钬光纤具有能够获得2微米以上波长的激光发射的特点。人们感兴趣的是大于2微米的波长带，这促使最近提出用铥激光器泵浦钬光纤，由于铥激光器非常复杂，所以用铥激光器泵浦钬光纤是非常复杂的，但这是能够具有钬提供的高于2微米的长波长的发射。
4、作为一种选择，已尝试用1.15微米泵浦取代铥泵浦的可能性；然而，1.15微米泵浦相对复杂，因为1.15微米泵浦采用向发射1.15微米的拉曼激光器馈电的相对传统的1090nm的镱激光器。
5、提出使用简单的镱激光器来泵浦掺钬光纤的背景来自两个研究小组。一方面，这些研究用975nm半导体激光二极管激发掺镱光纤，用于组装相对低功率的2微米激光器。也有使用910nm半导体二极管的研究。然而，在这些文献中，选择这些半导体二极管除了它们是可用的二极管外是不合理性的，没有与光纤加热相关的合理性或任何关系，而光纤加热是本专利技术旨在受到保护的原因。同样，这些文献中使用的光纤是具有非商业化学成分和制造工艺的gtwave类型(孪生)，该光纤是该研究组的特定光纤，并且不同于商用或传统的双包层光纤。
6、另一方面，有文献提出用975nm半导体二极管泵浦镱，其中一些替代方案提出了使用掺镱光纤，或者使用1.15微米半导体二极管和低功率，或者使用不寻常的790nm泵浦和钬铥共掺杂光纤。
7、在本专利技术中，提出了1.13微米泵浦，或者使用该波长的半导体二极管或者使用915nm半导体二极管泵浦的镱激光器。
8、多年来，1.15微米的镱激光器已经开发出来，不仅可以用作用于掺钬光纤的泵浦，而且还可以通过倍频用作黄色激光器光源。在这方面，有文献重点关注波长大于1.1微米(例如我们案例中的1.13微米)的镱激光器的开发，但没有解决掺钬光纤的泵浦问题。在该小组工作中，使用了孪生型光纤，并且研究了通过将光纤加热至100℃量级的温度所实现的改进，以及使用al2o3作为共掺杂剂的情况。参考文献[jacquemet 2009]使用了与我们使用的类似双包层光纤，明确指出了来自特定泵浦阈值的寄生激光问题以及通过加热光纤(这种情况达80℃)以及在制造掺镱光纤时使用al2o3作为共掺杂剂所获得的改进。
9、最后，我们必须指出以下文献，在这些文献中寄生激光被认为是一个主要问题，不仅会消耗能量并降低最终效率，而且还会对激光系统的光纤和光纤部件造成灾难性地损坏。寄生激光的起源与受激布里渊散射(sbs)的出现有关，这是本专利技术人已经详细研究的主题。
10、另一方面，还有以下文献，在这些文献中使用了孪生型掺镱光纤：黄色倍频自加热yb光纤激光器(yellow frequency-doubled self-heated yb fiber laser)，该文献提到通过对1160nm yb激光器进行倍频来开发黄色激光器，与本专利技术不同，本专利技术是泵浦钬光纤以产生2微米激光器，在所述文献中，指出了问题所在，并且通过用泡沫橡胶对光纤进行绝缘以使光纤保留最大热量并提高光纤温度从而减少寄生发射的影响来解决该问题。该技术产生的效果有限并且不能像本专利技术那样以最佳方式解决问题。
11、在1150nm至1200nm范围内工作的包层泵浦ydfl指的是通过对1147nm、1160nm或1180nm的yb激光器进行倍频来开发黄色激光器，与本专利技术不同的是，本专利技术是通过泵浦钬光纤来产生2微米激光器，同样，在所述文献中，指出了问题所在，并且通过用泡沫橡胶对光纤进行绝缘以使光纤保留最大热量并提高光纤温度从而减少寄生发射的影响来解决该问题。文献还提到可以实施主动光纤加热。这些技术产生的效果有限并且不能像本专利技术那样以最佳方式解决问题。
12、在1150nm至1200nm光谱域工作的ydfl指的是掺ho的光纤泵浦的可能应用。该文献研究了1150nm至1200nm范围内的掺yb激光器，1150nm至1200nm范围内的波长高于本专利技术中提出的1134nm的波长。和先前的文献一样，指出了问题所在，并且通过用泡沫橡胶对光纤进行绝缘以使光纤保留最大热量并提高光纤温度从而减少寄生发射的影响来解决该问题，该技术产生的效果有限并且不能像本专利技术中那样解决问题。该文献表明，相对于使用915nm而言，使用975nm是有利的，这与本专利技术所提出的正好相反，而根本性的改进是通过主动对光纤进行加热或使用泡沫橡胶对光纤进行绝缘来实现。他们还坚持认为相关的事情是增加掺杂光芯部的直径并将掺杂光芯部的直径与光纤加热结合起来。
13、因此，在现有技术中不存在高功率掺钬光纤激光泵浦系统，在泵浦系统中泵浦激光的光纤的加热被简化或消除并且设备的其余部分的绝缘和/或冷却需求被减少或消除，将寄生激光的阈值和“受激布里渊散射”的出现保持在所使用的泵浦水平之上。
14、专利技术目的
15、因此，本专利技术的目的是提供一种用于高功率掺钬光纤激光器的泵浦系统，在该泵浦系统中用来泵浦激光的光纤的加热被简化或消除，或显著减少。
16、本专利技术的另一目的是提供一种用于高功率掺钬光纤激光器的泵浦系统，在该泵浦系统中简化了激光器的功率和控制电子器件。
17、本专利技术的另外的目的是提供一种用于高功率掺钬光纤激光器的泵浦系统，在该泵浦系统中简化了系统的其余部分对于需要加热的光纤的绝缘和冷却的需求。
【技术保护点】
1.一种用于高功率掺钬光纤激光器的泵浦系统，其特征在于，所述泵浦系统包括：
2.根据权利要求1所述的用于光纤激光器的泵浦系统，其特征还在于，所述泵浦系统简化了所述系统的其余部分对于光纤的绝缘和冷却的需求。
3.根据权利要求1所述的用于光纤激光器的泵浦系统，其特征还在于，在高功率下，能够使用低于40℃的附加加热，从电子器件角度来看，使用低于40℃的附加加热更简单，并且使用低于40℃的附加加热更容易与所述2微米激光器的其余电子器件和光学系统兼容。
4.根据权利要求1所述的用于光纤激光器的泵浦系统，其特征还在于，当使用915nm激光二极管而不进行任何其他改变时，仅在35℃下就达到50W水平，而在38℃下能够超过58W。
5.根据权利要求1所述的用于光纤激光器的泵浦系统，其特征还在于，如果所述半导体二极管所需的功率小于30W，则915nm二极管的使用允许在室温下工作。
6.一种根据前述权利要求中的任一项所述的泵浦系统的用途，所述用途用于对可见性、生物医学、激光手术刀、主动视觉系统、国防、LIDAR和污染监测中的透明塑料材料进行处
7.一种掺钬高功率光纤激光器系统，其特征在于，所述掺钬高功率光纤激光器系统包括根据权利要求1至5中的任一项所述的泵浦系统。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于高功率掺钬光纤激光器的泵浦系统，其特征在于，所述泵浦系统包括：
2.根据权利要求1所述的用于光纤激光器的泵浦系统，其特征还在于，所述泵浦系统简化了所述系统的其余部分对于光纤的绝缘和冷却的需求。
3.根据权利要求1所述的用于光纤激光器的泵浦系统，其特征还在于，在高功率下，能够使用低于40℃的附加加热，从电子器件角度来看，使用低于40℃的附加加热更简单，并且使用低于40℃的附加加热更容易与所述2微米激光器的其余电子器件和光学系统兼容。
4.根据权利要求1所述的用于光纤激光器的泵浦系统，其特征还在于，当使用915nm激光二...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤里·巴尔缅科夫，亚历山大·基里亚诺夫，米格尔·维森特·安德烈斯·博乌，何塞·路易斯·克鲁斯·穆尼奥斯，安东尼奥·迭斯·克雷马德斯，恩里克·西尔韦斯特雷·莫拉，
申请(专利权)人：瓦伦西亚大学，
类型：发明
国别省市：
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