專利名稱：外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光器，特別涉及一種平面圓盤形纏繞的外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖激光器。
背景技術(shù)：
在光纖激光器和光纖放大器中，其中一個關(guān)鍵技術(shù)就是如何高效地把泵浦光耦合進(jìn)光纖中。雙包層光纖泵浦方式分為兩大類，一是光纖端面泵浦，即是利用光學(xué)元件或光纖將泵浦光源從雙包層光纖端面直接耦合進(jìn)去，傳統(tǒng)的雙包層光纖主要是用于端面泵浦，其側(cè)邊高功率泵浦時，要達(dá)到高效泵浦，技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的難度變大。
二是雙包層光纖側(cè)邊泵浦，即是將泵浦光源從雙包層光纖側(cè)邊直接耦合進(jìn)去。雙包層光纖側(cè)邊耦合技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、空出光纖兩端面供其它用途；2、可進(jìn)行分段泵浦，使泵浦更均勻。目前，雙包層光纖側(cè)邊耦合方法采用的主要是，先把泵浦光源耦合進(jìn)多模光纖中，然后再從雙包層光纖側(cè)邊耦合，參見在先技術(shù)[中國專利03128067.6泵浦光源的光纖側(cè)邊耦合方法]。此法的不足是需先把泵浦光源耦合進(jìn)多模光纖中這一中間環(huán)節(jié)，存在這一中間損耗，并且廉價的LD陣列發(fā)出的光很難高效匯聚到多模光纖中。
或是將圓柱形排布的雙包層光纖沿某一切線將保護(hù)層去除作為泵浦窗口，從雙包層光纖側(cè)邊直接耦合進(jìn)去，參見在先技術(shù)[中國專利02136855.4圓形排布的雙包層光纖激光器]，雖然其緊密排布，但是由于光纖保護(hù)層的存在，作為泵浦光波導(dǎo)的內(nèi)包層還是間隔排布，因此很難實(shí)現(xiàn)高效耦合。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決普通雙包層光纖側(cè)邊直接耦合時，存在耦合效率低和實(shí)現(xiàn)成本高的問題，提供一種外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖激光器。
本實(shí)用新型提供的外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖激光器，是將外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖纏繞成平面圓盤形，在其表面光纖方向5mm～20mm寬的區(qū)域，沿平面圓盤形徑向緊密排成一列，該處表面的一側(cè)用與光纖外包層相同的材料涂成一光滑表面，在該光滑表面上設(shè)置有一個泵浦光耦合棱鏡或柱面耦合鏡，且該光滑表面與泵浦光耦合棱鏡或柱面耦合鏡完全光學(xué)接觸，光纖的其他地方互相之間不接觸，且其外面充滿折射率比外包層的折射率低的空氣或水第四介質(zhì)，在與泵浦光耦合棱鏡或柱面耦合鏡相對位置設(shè)置有LD陣列泵浦光源，泵浦光耦合棱鏡或柱面耦合鏡與有LD陣列泵浦光源之間可以設(shè)置有一個柱面透鏡，也可以沒有柱面透鏡。
外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖，僅由光纖芯、內(nèi)包層、外包層構(gòu)成，外包層兼做光纖保護(hù)層的部分作用；外包層的截面是矩形。
耦合棱鏡的材料折射率不小于雙包層光纖的外包層材料的折射率。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果外包層為泵浦光波導(dǎo)的雙包層光纖在緊密排列時，可得到一個無間隙的波導(dǎo)陣列，所以很容易把所有泵浦光都輸入到光纖的包層中，因此本實(shí)用新型可以簡單的采用LD陣列直接側(cè)面泵浦，電光轉(zhuǎn)換效率高，能將更高功率光源耦合到雙包層光纖中。該光纖激光器結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、造價低。

圖1，是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖的俯視圖；圖2，是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)的局部放大的側(cè)視示意圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1如圖1所示，把一顆連續(xù)的外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖1，在一鍍金屬膜的光滑圓平面鏡面22上重復(fù)纏繞成蚊香狀平面圓盤形，在光纖方向5mm～20mm寬的區(qū)域，沿平面圓盤形徑向緊密排成一列，該處上表面用與外包層相同的材料涂成一光滑平面，然后該平面與泵浦光耦合棱鏡24完全光學(xué)接觸；光纖的其他地方，互相之間不接觸，并且其外面充滿折射率比外包層的折射率低的第四介質(zhì)空氣，從而保證雙包層光纖的外包層的外表面為泵浦光通道的全反射界面(包括金屬反射面和空氣的全反射界面)。LD陣列泵浦光源28發(fā)出的光被柱面透鏡26匯聚后，射向耦合棱鏡24，從而耦合進(jìn)雙包層光纖的外包層，之后泵浦光就被約束在外包層內(nèi)傳播，最終全部被光纖芯材料吸收，產(chǎn)生激光輻射，而激光輻射光被約束在光纖芯內(nèi)傳播，由光纖兩端的光學(xué)諧振腔提供正反饋，即可產(chǎn)生1.06微米的激光輻射。其中LD陣列泵浦光源28的波長為0.8微米，耦合棱鏡的材料折射率不小于雙包層光纖的外包層材料的折射率。
上述外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖，僅包括光纖芯、內(nèi)包層、外包層。光纖芯由磷酸鹽玻璃材料摻雜激光激活物質(zhì)Nd+3構(gòu)成，其折射率最大，為圓形截面，直徑為6-90微米。內(nèi)包層是由與纖芯基體材料可匹配熔接的無機(jī)材料構(gòu)成，為圓形截面，直徑為60-600微米，內(nèi)包層的折射率等于或稍微大于外包層的折射率。外包層截面是矩形。外包層和內(nèi)包層同為泵浦光通道，外包層采用聚合物光學(xué)材料，外包層也是雙包層光纖的最外層，對內(nèi)包層玻璃等材料有保護(hù)裂紋產(chǎn)生的作用。
權(quán)利要求1.一種外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖激光器，包括雙包層光纖，耦合鏡和LD陣列泵浦光源，其特征是外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖纏繞成平面圓盤形，在光纖方向5mm～20mm寬的區(qū)域，沿徑向緊密排成一列，該區(qū)域表面的一側(cè)用與外包層相同的材料涂成一光滑平面，在該光滑平面上設(shè)置有一個泵浦光耦合棱鏡或柱面耦合鏡，且該光滑平面與泵浦光耦合棱鏡完全光學(xué)接觸，光纖的其他地方互相之間不接觸，且其外面充滿折射率比外包層的折射率低的空氣或水第四介質(zhì)，在與泵浦光耦合棱鏡相對位置設(shè)置有LD陣列泵浦光源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖激光器，其特征是所述的外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖，僅由光纖芯、內(nèi)包層、外包層構(gòu)成，外包層兼做光纖保護(hù)層的部分功能；外包層的截面是矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖激光器，其特征是泵浦光耦合棱鏡與LD陣列泵浦光源之間設(shè)置有一個柱面透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖激光器，其特征是耦合棱鏡的材料折射率不小于雙包層光纖的外包層材料的折射率。
專利摘要一種光纖激光器，特別涉及一種平面圓盤形纏繞的外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖激光器。將外包層為泵浦光波導(dǎo)的矩形雙包層光纖纏繞成平面圓盤形，在光纖方向5mm～20mm寬的區(qū)域，沿徑向緊密排成一列，該處上表面用與外包層相同的材料涂成一光滑平面，在該光滑平面上設(shè)置有一個泵浦光耦合棱鏡或柱面耦合鏡，且與該光滑表面完全光學(xué)接觸，光纖的其他地方互相之間不接觸，在耦合棱鏡相對位置設(shè)置有LD陣列泵浦光源。本實(shí)用新型可以簡單地采用LD陣列直接側(cè)面泵浦，電光轉(zhuǎn)換效率高。能將更高功率光源耦合到雙包層光纖中。
文檔編號H01S3/091GK2686165SQ20042002854
公開日2005年3月16日 申請日期2004年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者張帆, 姚建銓 申請人:天津大學(xué)