一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器制造技术

技术编号:44714955 阅读:4 留言:0更新日期:2025-03-21 17:44
本技术提供了一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,包括:泵浦源、泵浦信号合束器、高反光栅、掺镱光纤、低反光栅、包层光剥离器与光纤输出头;泵浦源用于为光纤激光器提供泵浦光,泵浦信号合束器用于将泵浦光注入到掺镱光纤,泵浦信号合束器还设置有信号纤,信号纤连接包层光剥离器,并设置有切斜角。本技术采用大包层直径掺镱光纤,有利于实现更大的泵浦功率注入,提高激光器输出功率的上限。采用正向泵浦方案:减少光纤路径内的内反射,有利于抑制ASE,提高激光器的稳定性,也使激光器结构更为简洁。使用合适的高低反光栅:有利于抑制ASE,提高激光器的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤激光器,具体而言,涉及一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器


技术介绍

1、级联泵浦技术在实现高功率激光输出的同时,能够获得更好的光束质量,而1018nm光纤激光器是高功率级联泵浦激光系统的重要泵浦源。1018nm激光器的单纤输出功率和稳定性直接影响到高功率级联泵浦激光系统的成本及稳定性。由于1018nm波段位于镱离子发射谱的短波区域,此区域的信号发射系数相对于长波区域的信号发射系数要小很多,而且镱离子在此区域还存在一定的吸收,所以1018nm激光信号面临与1035nm附近放大自发辐射(ase)的增益竞争。

2、当前1018nm光纤激光振荡器的技术方案,一般采用976nm半导体激光器作为泵浦源,增益介质一般为大芯/包比的掺镱光纤。使用n×1泵浦合束器或(n+1)×1泵浦-信号合束器将泵浦光注入掺镱光纤。中心波长为1018nm的低反光栅和高反光栅作为腔镜,两个光栅与掺镱光纤共同组成激光谐振腔。低反光栅后的包层光剥离器(cps)将包层内的光剥离到光纤外部。激光器输出端连接石英端帽(qbh),或光纤切斜角5~10度直接输出。

3、中国专利专利号为cn208986362u,名称为“一种1018nm光纤激光器”,该激光器采用腔外正向泵浦方案,所用掺镱光纤规包层直径为130μm。低反光栅和高反光栅的中心波长为1018nm。然而,130μm光纤泵浦注入功率有限,仅仅支持百瓦量级功率输出。再加上小芯包比光纤不利于ase抑制,激光器稳定性较差。

4、为解决专利号为cn208986362u中激光输出功率较低和ase抑制问题,清华大学ping yan等人使用波长锁定的976nm泵浦源,并采用双向泵浦方案,光纤采用包层直径为250μm的较高芯包比的掺镱光纤,有助于ase抑制。最终实现了单纤1150w的1018nm激光输出,光光效率为79.5%,ase抑制比约为40db。作为级联泵浦激光器泵浦源使用,根据测试经验,ase抑制比应不小于45db才能保证高功率激光输出时其稳定性。清华大学实验结果ase抑制比40db,其稳定性依然有待提升。双向泵浦由于在谐振腔内插入了反向信号泵浦合束器,增加了光纤路径内的内反射,不利于ase抑制。故双向泵浦方案的ase抑制能力并非最佳。再者由于采用波长锁定的976nm泵浦源,该激光器成本高昂,不适合大批量生产制造。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术提供了一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,以解决上述问题。

2、为解决以上技术问题,本技术提供了一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,包括:

3、泵浦源、泵浦信号合束器、高反光栅、掺镱光纤、低反光栅、包层光剥离器与光纤输出头;

4、泵浦源用于为光纤激光器提供泵浦光,泵浦信号合束器用于将泵浦光注入到掺镱光纤,泵浦信号合束器还设置有信号纤,信号纤连接包层光剥离器,并设置有切斜角。

5、作为一种可选方式,泵浦源为高功率976mm泵浦源。

6、作为一种可选方式,泵浦信号合束器为(n+1)*1泵浦信号合束器。

7、作为一种可选方式,信号纤连接包层光剥离器的切斜角为5-10°。

8、作为一种可选方式,高反光栅与低反光栅的光纤均采用与掺镱光纤相同规格的无源光纤。

9、作为一种可选方式,光纤输出头连接有石英端帽或直接对其切斜角,该切斜角为5-10°。

10、作为一种可选方式,掺镱光纤的包层直径为250μm。

11、作为一种可选方式,高反光栅的中心波长为1018nm,反射率大于99%;低反光栅的中心波长为1018nm,反射率为10-20%。

12、本技术的有益效果为:

13、本技术采用大包层直径掺镱光纤,有利于实现更大的泵浦功率注入,提高激光器输出功率的上限。采用正向泵浦方案:减少光纤路径内的内反射,有利于抑制ase,提高激光器的稳定性,也使激光器结构更为简洁。使用合适的高低反光栅:有利于抑制ase,提高激光器的稳定性。

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【技术保护点】

1.一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,所述泵浦源(1)为高功率976mm泵浦源(1)。

3.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,所述泵浦信号合束器(2)为(N+1)*1泵浦信号合束器(2)。

4.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,所述信号纤(9)连接包层光剥离器的切斜角为5-10°。

5.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,所述高反光栅(3)与低反光栅(5)的光纤均采用与所述掺镱光纤(4)相同规格的无源光纤。

6.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,所述光纤输出头(8)连接有石英端帽或直接对其切斜角,该切斜角为5-10°。

7.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,所述掺镱光纤(4)的包层直径为250μm。

>8.根据权利要求5所述的一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,所述高反光栅(3)的中心波长为1018nm,反射率大于99%;所述低反光栅(5)的中心波长为1018nm,反射率为10-20%。

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【技术特征摘要】

1.一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,所述泵浦源(1)为高功率976mm泵浦源(1)。

3.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,所述泵浦信号合束器(2)为(n+1)*1泵浦信号合束器(2)。

4.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,所述信号纤(9)连接包层光剥离器的切斜角为5-10°。

5.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定的1018nm光纤激光器,其特征在于,所述高...

【专利技术属性】
技术研发人员:冉国庆范云龙张可凡梁小宝李琦
申请(专利权)人:四川科锐新激光科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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