專利名稱：一種全光纖調(diào)q光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光纖激光器，特別涉及一種具有高功率、短脈沖激光輸出的采用低脈沖電壓直接驅(qū)動光纖耦合電光開關(guān)的全光纖調(diào)Q光纖激光器。屬于激光技術(shù)與光信息技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高功率、短脈沖激光光源在材料與儀器、器件的精密打標(biāo)，材料的激光處理，激光精密微機(jī)械加工和測量等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。高功率、短脈沖光纖激光器由于其高效率、便攜性、高可靠性和高穩(wěn)定性在工業(yè)及科研領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。目前在光纖激光器中實現(xiàn)高功率、短脈沖的方法主要有采用直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生低功率短脈沖激光之后，利用后續(xù)高功率光纖放大器放大的方式(振蕩器和功率放大器，ΜΟΡΑ)；但上述直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器并功率放大的方式由于需要多級功率放大器放大，而使得系統(tǒng)復(fù)雜并且造價也相對比較高。在腔內(nèi)放入聲光開關(guān)利用Q開關(guān)的方式直接產(chǎn)生高重復(fù)率、短脈沖、高功率激光也是一種常用的方式。如2008年Hongming ^iao等人發(fā)表的“High repetition rate MHz acoustooptic Q-switched fiber laser，，， IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 20，No. 12，2008，1009，采用自由空間的聲光Q開關(guān)產(chǎn)生的了 MHz光脈沖重復(fù)率的調(diào) Q激光脈沖；2005年Yushi Kaneda 等采用光纖耦合的聲光調(diào)Q開關(guān)利用全光纖短腔摻 Er光纖激光器產(chǎn)生了 30納秒的325kHz重復(fù)率的激光脈沖；而2007年M. Eichhorn采用自由空間聲光調(diào)制器在摻Tm光纖中產(chǎn)生了 90uJ 160納秒100kHz的調(diào)Q激光輸出 "Development of a high pulse energy Q-switched Tm-doped double clad fluoride fiber laser and its application to the pumping of mid-IR lasers", Opt. Lett.， Vol. 32, No. 9，2007，1056。然而，聲光開關(guān)方法由于需要脈沖調(diào)制信號調(diào)制驅(qū)動聲光開關(guān)的高頻信號以產(chǎn)生激光腔內(nèi)調(diào)Q，從而采用聲光開關(guān)調(diào)Q激光器的電源及控制系統(tǒng)比較復(fù)雜， 可靠性相對較差，而且造價也比較高。低脈沖電壓直接驅(qū)動的電光開關(guān)是最近幾年在高速光纖通訊領(lǐng)域應(yīng)用越來越受到重視的一種器件，但是，由于光纖通訊領(lǐng)域固有的低功率信號使得本領(lǐng)域技術(shù)人員對其應(yīng)用產(chǎn)生了思維定式，低電壓直接驅(qū)動電光開關(guān)在高功率短脈沖光纖激光器中的應(yīng)用未見報道。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的發(fā)明目的是提供一種具有高穩(wěn)定性和可靠性、高效率、高功率、短脈沖、采用低脈沖電壓直接驅(qū)動電光開關(guān)的調(diào)Q全光纖激光器的結(jié)構(gòu)。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是—種全光纖調(diào)Q光纖激光器，包括泵浦激光光源、泵浦激光信號激光合束器、光纖光柵第一腔體反射鏡、光纖激光增益介質(zhì)和輸出光纖光柵第二腔體反射鏡，所述光纖光柵第一腔體反射鏡、光纖激光增益介質(zhì)和輸出光纖光柵第二腔體反射鏡構(gòu)成全光纖激光腔， 產(chǎn)生重復(fù)率為IHz到IMHz的脈沖激光，在所述全光纖激光腔內(nèi)設(shè)有調(diào)Q開關(guān)，所述調(diào)Q開關(guān)為采用5到200伏脈沖電壓直接驅(qū)動光纖耦合的電光開關(guān)。上述技術(shù)方案中，所述光纖光柵第一腔體反射鏡為在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵第一腔體反射鏡，所述輸出光纖光柵第二腔體反射鏡為在信號激光波長處具有低反射率的輸出光纖光柵第二腔體反射鏡；所述光纖激光增益介質(zhì)為保偏或非保偏的單?；蚨嗄；蚨喔矊颖闷值膿较⊥凉饫w。所述的光纖激光增益介質(zhì)可以是保偏或非保偏的單?；蚨嗄；蚨喔矊颖闷值膿結(jié)b3+、摻E/+、摻Tm3+、摻 3+、摻E/+/Yb3+或摻H。3+光纖。上述技術(shù)方案中，全光纖激光腔可以采用不同的腔型結(jié)構(gòu)，但其總體構(gòu)思均屬于上述技術(shù)方案的范圍。可以采用的腔型結(jié)構(gòu)列舉如下所述全光纖激光腔的腔體結(jié)構(gòu)包括一段摻稀土增益光纖的一端與一個光纖耦合低脈沖電壓直接驅(qū)動的電光開關(guān)的輸入端光纖通過熔接連接，摻稀土增益光纖的另一端與光纖激光器的第一反射腔體連接； 摻稀土增益光纖吸收通過光纖激光器第一反射腔體的泵浦激光產(chǎn)生信號激光波長的激光增益；光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)的輸出端光纖與一個低反射率光纖光柵的一端通過光纖熔接連接，電光開關(guān)作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；低反射率光纖光柵作為光纖激光器的第二反射腔體反射鏡和輸出耦合器；所述的第一腔體反射鏡為以下結(jié)構(gòu)的一種1). 一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源與泵浦信號激光合束器的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，作為輸入泵浦光，為光纖激光器提供泵浦激光；一個在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵與泵浦信號激光合束器的泵浦信號合束端通過熔接連接，泵浦激光通過高反射率光纖光柵后被摻稀土增益光纖吸收產(chǎn)生信號波長激光增益，高反射率光纖光柵作為光纖激光器的第一腔體反射鏡；2). 一個在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵的一端與泵浦信號激光合束器的信號輸入端通過光纖熔接連接，高反射率光纖光柵作為光纖激光器的第一腔體反射鏡；一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源與泵浦信號激光合束器的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，為光纖激光器提供泵浦激光，作為輸入泵浦光；泵浦信號激光合束器的合束輸出端與摻稀土增益光纖通過光纖熔接連接，泵浦激光進(jìn)入摻稀土增益光纖后被摻稀土增益光纖吸收產(chǎn)生信號波長激光增益；3). 一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源與一個在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵的一端光纖通過光纖熔接連接，泵浦激光通過與高反射率的光纖光柵為光纖激光器提供泵浦激光，作為輸入泵浦光；泵浦激光通過在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵后被摻稀土增益光纖吸收產(chǎn)生信號波長激光增益，高反射率光纖光柵作為光纖激光器的第一腔體反射鏡?；蛘撸鋈饫w激光腔的腔體結(jié)構(gòu)包括一段摻稀土增益光纖的一端與一個泵浦信號激光合束器的泵浦信號激光合束輸出端通過光纖熔接連接，泵浦激光通過泵浦信號激光合束器后進(jìn)入摻稀土增益光纖后被摻稀土增益光纖吸收產(chǎn)生信號波長激光增益；一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源與泵浦信號激光合束器的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，作為輸入泵浦光，為光纖激光器提供泵浦激光；一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)的輸入端光纖與泵浦信號激光合束器的信號激光輸入端光纖通過熔接連接，電光開關(guān)作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制⑴值調(diào)制)器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；電光開關(guān)的輸出端光纖與一個低反射率光纖光柵的一端通過光纖熔接連接，低反射率光纖光柵作為光纖激光器的第二反射腔鏡和輸出耦合器；摻稀土增益光纖的另一端與一個在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵的一端通過光纖熔接連接，高反射率的光纖光柵作為光纖激光器的第一腔體反射鏡?；蛘撸鋈饫w激光腔的腔體結(jié)構(gòu)包括一段摻稀土增益光纖的一端與一個泵浦信號激光合束器的泵浦信號激光合束輸出端通過光纖熔接連接，泵浦激光通過泵浦信號激光合束器后進(jìn)入摻稀土增益光纖后被摻稀土增益光纖吸收產(chǎn)生信號波長激光增益；一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源與泵浦信號激光合束器的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，作為輸入泵浦光，為光纖激光器提供泵浦激光；一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)的輸出端光纖與泵浦信號激光合束器的信號激光輸入端光纖通過熔接連接，電光開關(guān)作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制⑴值調(diào)制)器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；電光開關(guān)的輸入端光纖與一個在信號激光波長處具有高反射率光纖光柵的一端通過光纖熔接連接，高反射率光纖光柵作為光纖激光器的第一腔體反射鏡；摻稀土增益光纖的另一端與一個低反射率的光纖光柵的一端通過光纖熔接連接， 低反射率的光纖光柵作為光纖激光器的第二腔體反射鏡和輸出耦合器?；蛘?，所述全光纖激光腔的腔體結(jié)構(gòu)包括一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源與泵浦信號激光合束器的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，為光纖激光器提供泵浦激光，作為輸入泵浦光；一段摻稀土增益光纖的一端與泵浦信號激光合束器的泵浦信號激光合束輸出端通過光纖熔接連接，泵浦激光通過泵浦信號激光合束器后進(jìn)入摻稀土增益光纖后被摻稀土增益光纖吸收產(chǎn)生信號波長激光增益；摻稀土增益光纖的另一端與一個光纖耦合輸出器構(gòu)成一個完整的光纖激光環(huán)形腔并輸出脈沖激光；所述的輸出耦合器為下面所述的一種1). 一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)的輸入端光纖與摻稀土增益光纖的另一端通過光纖熔接連接，電光開關(guān)作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制⑴值調(diào)制)器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)的輸出端光纖與一個部分耦合輸出率光纖耦合器輸入端光纖通過熔接連接，部分耦合輸出率光纖耦合器的一個輸出端口光纖作為光纖激光器的輸出端口，輸出光纖激光器腔內(nèi)產(chǎn)生的短脈沖激光；部分耦合輸出率光纖耦合器的另一個輸出端口光纖與泵浦信號激光合束器的信號激光輸入端通過光纖熔接連，構(gòu)成一個完整的環(huán)形腔光纖激光器。2). 一個部分耦合輸出率光纖耦合器的輸入端光纖與摻稀土增益光纖的另一端通過熔接連接，部分耦合輸出率光纖耦合器的一個輸出端口光纖作為光纖激光器的輸出端口，輸出光纖激光器腔內(nèi)產(chǎn)生的短脈沖激光；部分耦合輸出率光纖耦合器的另一個輸出端口光纖與一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)的輸入端光纖通過光纖熔接連；電光開關(guān)作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制Oi值調(diào)制)器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；電光開關(guān)的輸出端光纖與泵浦信號激光合束器的信號激光輸入端通過光纖熔接連，構(gòu)成一個完整的環(huán)形腔光纖激光器?；蛘?，所述全光纖激光腔的腔體結(jié)構(gòu)包括—段摻稀土增益光纖的一端與泵浦信號激光合束器的泵浦信號激光合束輸出端通過光纖熔接連接，泵浦激光通過泵浦信號激光合束器后再進(jìn)入摻稀土增益光纖被摻稀土增益光纖吸收產(chǎn)生信號波長激光增益；—個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源與泵浦信號激光合束器的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，為光纖激光器提供泵浦激光，作為輸入泵浦光，為光纖激光器提供泵浦激光；泵浦信號激光合束器的信號激光輸入端光纖與一個光纖輸出耦合器構(gòu)成一個完整的光纖激光環(huán)形腔并輸出脈沖激光；所述的輸出耦合器為下面所述的一種1). 一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)與泵浦信號激光合束器的泵浦激光輸入端光纖通過光纖熔接連接，電光開關(guān)作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制⑴值調(diào)制)器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)的輸出端光纖與一個部分耦合輸出率光纖耦合器輸入端光纖通過熔接連接，部分耦合輸出率光纖耦合器的一個輸出端口光纖作為光纖激光器的輸出端口，輸出光纖激光器腔內(nèi)產(chǎn)生的短脈沖激光；部分耦合輸出率光纖耦合器的另一個輸出端口光纖與摻稀土增益光纖的另一端光纖通過光纖熔接連，構(gòu)成一個完整的環(huán)形腔光纖激光器。2). 一個部分耦合輸出率光纖耦合器的輸入端光纖與泵浦信號激光合束器的信號激光輸入端光纖通過光纖熔接連接，部分耦合輸出率光纖耦合器的一個輸出端口光纖作為光纖激光器的輸出端口，輸出光纖激光器腔內(nèi)產(chǎn)生的短脈沖激光；部分耦合輸出率光纖耦合器的另一個輸出端口光纖與一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)的輸入端光纖通過光纖熔接連；電光開關(guān)作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制⑴值調(diào)制)器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；電光開關(guān)的輸出端光纖與摻稀土增益光纖的另一端通過光纖熔接連，構(gòu)成一個完整的環(huán)形腔光纖激光器。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1.本實用新型是采用光纖耦合低驅(qū)動電壓電光開關(guān)的全光纖、短脈沖、高功率光纖激光器，無采用脈沖調(diào)制高頻信號的聲光調(diào)Q開關(guān)，而采用5V到200V脈沖電壓直接驅(qū)動光纖耦合的電光開關(guān)產(chǎn)生調(diào)Q激光脈沖，使得系統(tǒng)設(shè)計大為簡化；[0055]2.激光系統(tǒng)造價更為低廉。由于電路設(shè)計的簡化和本身電光開關(guān)工作方式的簡化，使得采用電光開關(guān)和低壓驅(qū)動電路的調(diào)Q全光纖激光器的造價比采用脈沖調(diào)制高頻信號的聲光調(diào)Q的短脈沖激光系統(tǒng)價格更為低廉；3.系統(tǒng)的可靠性更高。脈沖調(diào)制高頻信號的聲光調(diào)Q系統(tǒng)比較復(fù)雜，因此采用低壓脈沖電壓直接驅(qū)動電光開關(guān)的短脈沖、高功率全光纖激光器系統(tǒng)的可靠性更高。

圖1 圖3是實施例1提供的采用低脈沖電壓直接驅(qū)動電光開關(guān)高功率、短脈沖全光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是實施例2提供的采用低脈沖電壓直接驅(qū)動電光開關(guān)高功率、短脈沖全光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是實施例3提供的采用低脈沖電壓直接驅(qū)動高功率、短脈沖全光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖6 圖7是實施例4提供的采用低脈沖電壓直接驅(qū)動高功率、短脈沖全光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是實施例5提供的采用低脈沖電壓直接驅(qū)動高功率、短脈沖全光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述實施例1 一種高功率、短脈沖輸出的全光纖調(diào)Q光纖激光器的腔體結(jié)構(gòu)，它由泵浦激光器、泵浦信號激光合束器、高反射率光纖光柵第一腔體反射鏡、摻稀土激光增益光纖如摻％光纖、光纖耦合低脈沖電壓直接驅(qū)動的電光開關(guān)和部分反射率光纖光柵輸出耦合器組成。采用光纖耦合低驅(qū)動電壓的電光開關(guān)作為線性激光腔體腔體內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出。具體腔體結(jié)構(gòu)參見圖廣圖3。附圖中[1],是光纖耦合的半導(dǎo)體泵浦激光器；[2],是泵浦信號激光合束器或者波分復(fù)用器(WDM)；[3],是在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵；[4].是摻稀土激光增益介質(zhì)光纖，摻稀土激光增益介質(zhì)光纖為保偏或非保偏的單模或多?；蚨喔矊颖闷值膿剑?+、摻Er3+、摻Tm3+、摻Nd3+、摻Er3+Ab3+、摻Ho3+光纖，包括光子晶體光纖；[5].是光纖耦合低脈沖電壓直接驅(qū)動的電光開關(guān)；[6],是低(部分)反射率光纖光柵；[7],是部分輸出光纖耦合器。參見附圖1，第一種全光纖調(diào)Q光纖激光器是采用光纖耦合、低驅(qū)動電壓電光開關(guān)作為腔內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生調(diào)Q高功率短脈沖激光，采用高反射率和低反射率的光纖光柵對作為線性腔光纖激光器腔體反射鏡和輸出耦合器。泵浦激光通過泵浦信號激光合束器被耦合進(jìn)并通過在信號激光波長處高反射率的光纖光柵進(jìn)入到摻稀土增益光纖中；摻稀土增益光纖吸收泵浦激光在信號激光波長產(chǎn)生上能級離子數(shù)反轉(zhuǎn)形成激光增益；激光腔內(nèi)低驅(qū)動電壓電光開關(guān)的周期性開關(guān)對腔內(nèi)激光形成周期性Q值(損耗)調(diào)制，造成腔內(nèi)Q 值幅度的周期性變化；當(dāng)電光開關(guān)關(guān)斷時，電光開關(guān)內(nèi)的電光材料在調(diào)制電壓作用下造成腔內(nèi)傳輸激光的偏轉(zhuǎn)形成腔內(nèi)激光強(qiáng)烈的損耗，使得腔內(nèi)激光停止震蕩，上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)聚集；當(dāng)電光開關(guān)陡然打開時，大量的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)躍遷形成一個脈沖激光在高反射率光纖光柵和低反射率光纖光柵對與摻稀土增益光纖形成的激光腔體內(nèi)往返震蕩并放大，這個不斷放大的短脈沖高功率巨能量脈沖激光從低反射率光纖光柵端輸出；當(dāng)這個巨能量脈沖激光將腔內(nèi)上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗使得腔內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)形成的激光增益小于腔內(nèi)損耗使得腔內(nèi)激光停止震蕩；如果這時電光開關(guān)關(guān)斷，形成上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的重新積累直到電光開關(guān)重新打開下一個激光脈沖開始生成，低驅(qū)動脈沖電壓控制電光開關(guān)周期性地開關(guān)產(chǎn)生高功率、短脈沖激光序列輸出。如圖1所示其具體連接關(guān)系是在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵3的一端與泵浦信號激光合束器2的泵浦信號合束端光纖通過光纖熔接連接，光纖耦合的半導(dǎo)體泵浦激光1通過泵浦信號激光合束器2耦合進(jìn)高反射率光纖光柵3中；高反射率光纖光柵3的另一端與一段適當(dāng)長度的摻稀土增益光纖4的一端通過熔接連接，泵浦激光通過高反射率光纖光柵3后進(jìn)入摻稀土增益光纖4中；摻稀土增益光纖4 吸收泵浦激光后在信號激光波長處產(chǎn)生激光增益；摻稀土增益光纖4的另一端與一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)5通過光纖熔接連接，電光開關(guān)5在周期性電壓調(diào)制下在激光腔體內(nèi)產(chǎn)生周期性的開和關(guān)形成腔內(nèi)Q值(損耗)的周期性調(diào)制產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出；電光開關(guān)5的另一端與一個低反射率光纖光柵6的一端通過熔接連接，低反射率光纖光柵6與高反射率光纖光柵3形成光纖激光反射腔體，激光器腔內(nèi)產(chǎn)生的脈沖信號激光通過低反射率光纖光柵6輸出。 參見附圖2.第二種全光纖調(diào)Q光纖激光器是采用光纖耦合低驅(qū)動電壓電光開關(guān)作為腔內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生調(diào)Q高功率短脈沖激光，采用在信號激光波長處具有高反射率和低反射率的光纖光柵對作為線性腔光纖激光器腔體反射鏡和輸出耦合器。泵浦激光通過泵浦信號激光合束器被耦合進(jìn)入到摻稀土增益光纖中；摻稀土增益光纖吸收泵浦激光在信號激光波長產(chǎn)生上能級離子數(shù)反轉(zhuǎn)形成激光增益；激光腔內(nèi)低驅(qū)動電壓電光調(diào)制器開關(guān)的周期性開關(guān)對腔內(nèi)激光形成周期性Q (損耗)調(diào)制，造成腔內(nèi)Q值幅度的周期性變化； 當(dāng)電光開關(guān)關(guān)斷時，電光開關(guān)內(nèi)的電光材料在調(diào)制電壓作用下造成腔內(nèi)傳輸激光的偏轉(zhuǎn)形成腔內(nèi)激光強(qiáng)烈的損耗，使得腔內(nèi)激光停止震蕩，上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)聚集；當(dāng)電光開關(guān)陡然打開時，大量的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)躍遷形成一個脈沖激光在高反射率光纖光柵和低反射率光纖光柵對與摻稀土增益光纖形成的激光腔體內(nèi)往返震蕩并放大，這個不斷放大的短脈沖高功率巨能量脈沖激光從低反射率光纖光柵端輸出；當(dāng)這個巨能量脈沖激光將腔內(nèi)上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗使得腔內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)形成的激光增益小于腔內(nèi)損耗使得腔內(nèi)激光停止震蕩； 如果這時電光開關(guān)關(guān)斷，形成上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的重新積累直到電光開關(guān)重新打開下一個激光脈沖開始生成，低脈沖驅(qū)動電壓控制電光開關(guān)周期性地開關(guān)產(chǎn)生高功率、短脈沖激光序列輸出。如圖2所示其具體連接關(guān)系是高反射率光纖光柵3的一端與泵浦信號激光合束器2的信號輸入端光纖通過光纖熔接連接；一段適當(dāng)長度的摻稀土增益光纖4的一端與泵浦信號激光合束器2的泵浦信號合束端光纖通過熔接連接，光纖耦合的半導(dǎo)體泵浦激光 1通過泵浦信號激光合束器2耦合進(jìn)摻稀土增益光纖4中；摻稀土增益光纖4吸收泵浦激光后在信號激光波長產(chǎn)生激光增益；摻稀土增益光纖4的另一端與一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)5通過光纖熔接連接，電光開關(guān)5在周期性電壓調(diào)制下在激光腔內(nèi)產(chǎn)生周期性的開和關(guān)形成腔內(nèi)Q值(損耗)的周期性調(diào)制產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出；電光開關(guān)5的另一端與一個低反射率光纖光柵6的一端通過熔接連接，低反射率光纖光柵6與高反射率光纖光柵3形成光纖激光腔體，腔內(nèi)產(chǎn)生的脈沖信號激光通過低反射率光纖光柵6輸出。參見附圖3.第三種全光纖調(diào)Q光纖激光器是采用光纖耦合低驅(qū)動電壓電光開關(guān)作為腔內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生調(diào)Q高功率短脈沖激光，采用在信號激光波長處具有高反射率和低反射率的光纖光柵對作為線性腔光纖激光器的腔體反射鏡和輸出耦合器。泵浦激光被耦合進(jìn)并通過高反射率的光纖光柵進(jìn)入到摻稀土增益光纖中；摻稀土增益光纖吸收泵浦激光在信號激光波長處產(chǎn)生上能級離子數(shù)反轉(zhuǎn)形成激光增益；激光腔內(nèi)低驅(qū)動電壓電光開關(guān)的周期性開關(guān)對腔內(nèi)激光形成周期性Q值(損耗)調(diào)制，造成腔內(nèi)Q值幅度的周期性變化；當(dāng)電光開關(guān)關(guān)斷時，電光開關(guān)內(nèi)的電光材料在調(diào)制電壓作用下造成腔內(nèi)傳輸激光的偏轉(zhuǎn)形成腔內(nèi)激光強(qiáng)烈的損耗，使得腔內(nèi)激光停止震蕩，上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)聚集；當(dāng)電光開關(guān)陡然打開時，大量的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)躍遷形成一個脈沖激光在高反射率光纖光柵和低反射率光纖光柵對與摻稀土增益光纖形成的激光腔體內(nèi)往返震蕩并放大，這個不斷放大的短脈沖高功率巨能量脈沖激光從低反射率光纖光柵端輸出；當(dāng)這個巨能量脈沖激光將腔內(nèi)上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗使得腔內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)形成的激光增益小于腔內(nèi)損耗使得腔內(nèi)激光停止震蕩；如果這時電光開關(guān)關(guān)斷，形成上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的重新積累直到電光開關(guān)重新打開下一個激光脈沖開始生成，低脈沖驅(qū)動電壓控制電光開關(guān)周期性地開關(guān)產(chǎn)生高功率、短脈沖激光序列輸出。如圖1所示其具體連接關(guān)系是高反射率光纖光柵3的一端與光纖耦合的半導(dǎo)體泵浦激光1通過光纖熔接連接，泵浦激光被耦合進(jìn)高反射率光纖光柵3中；高反射率光纖光柵3的另一端與一段適當(dāng)長度的摻稀土增益光纖4的一端通過熔接連接，泵浦激光通過高反射率光纖光柵3后進(jìn)入摻稀土增益光纖4中；摻稀土增益光纖4吸收泵浦激光后在信號激光波長處產(chǎn)生激光增益；摻稀土增益光纖4的另一端與一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)5通過光纖熔接連接，電光開關(guān)5在周期性電壓調(diào)制下在激光腔內(nèi)產(chǎn)生周期性的開和關(guān)形成腔內(nèi)Q值(損耗)的周期性調(diào)制產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出；電光開關(guān)5 的另一端與一個低反射率光纖光柵6的一端通過熔接連接，低反射率光纖光柵6與高反射率光纖光柵3形成光纖激光反射腔體，腔內(nèi)產(chǎn)生的脈沖信號激光通過低反射率光纖光柵6 輸出。實施例2 —種高功率、短脈沖輸出的全光纖調(diào)Q光纖激光器的腔體結(jié)構(gòu)，它由泵浦激光器、泵浦信號光合束器、在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵第一腔體反射鏡、摻稀土激光增益光纖、光纖耦合低驅(qū)動電壓的電光開關(guān)和低反射率光纖光柵輸出耦合器組成。采用光纖耦合低脈沖電壓直接驅(qū)動的電光調(diào)制器作為線性激光腔體腔體內(nèi)Q值 (損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出。具體腔體結(jié)構(gòu)參見圖4。參見附圖4，這種全光纖調(diào)Q光纖激光器是采用光纖耦合低脈沖電壓直接驅(qū)動電光開關(guān)作為腔內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生調(diào)Q高功率短脈沖激光，采用在信號激光波長處具有高反射率和低反射率的光纖光柵對作為線性腔光纖激光器腔體反射鏡和輸出耦合器。 泵浦激光通過泵浦信號激光合束器被耦合進(jìn)入到摻稀土增益光纖中；摻稀土增益光纖吸收泵浦激光在信號激光波長處產(chǎn)生上能級離子數(shù)反轉(zhuǎn)形成激光增益；激光腔內(nèi)低驅(qū)動電壓電光開關(guān)的周期性開關(guān)對腔內(nèi)激光形成周期性Q (損耗)調(diào)制，造成腔內(nèi)Q值幅度的周期性變化；當(dāng)電光開關(guān)關(guān)斷時，電光開關(guān)內(nèi)的電光材料在調(diào)制電壓作用下造成腔內(nèi)傳輸激光的偏轉(zhuǎn)形成腔內(nèi)激光強(qiáng)烈的損耗，使得腔內(nèi)激光停止震蕩，上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)聚集；當(dāng)電光開關(guān)陡然打開時，大量的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)躍遷形成一個脈沖激光在高反射率光纖光柵和低反射率光纖光柵對與摻稀土增益光纖形成的激光腔體內(nèi)往返震蕩并放大，這個不斷放大的短脈沖、 高功率、巨能量脈沖激光從低反射率光纖光柵端輸出；當(dāng)這個巨能量脈沖激光將腔內(nèi)上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗使得腔內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)形成的激光增益小于腔內(nèi)損耗使得腔內(nèi)激光停止震蕩；如果這時電光開關(guān)關(guān)斷，形成上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的重新積累直到電光開關(guān)重新打開下一個激光脈沖開始生成，低脈沖電壓直接驅(qū)動控制電光開關(guān)周期性地開關(guān)產(chǎn)生高功率、 短脈沖激光序列輸出。如圖4所示其具體連接關(guān)系是高反射率光纖光柵3的一端與一段適當(dāng)長度的摻稀土增益光纖4的一端通過熔接連接；摻稀土增益光纖4的另一端與泵浦信號激光合束器2的泵浦信號合束端光纖通過光纖熔接連接；光纖耦合的半導(dǎo)體泵浦激光1 通過泵浦信號激光合束器2耦合進(jìn)摻稀土增益光纖4中；摻稀土增益光纖4吸收泵浦激光后在信號激光波長產(chǎn)生激光增益；泵浦信號激光合束器2的信號輸入端光纖與一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)5通過光纖熔接連接，電光開關(guān)5在周期性電壓調(diào)制下在激光腔內(nèi)產(chǎn)生周期性的開和關(guān)形成腔內(nèi)Q值(損耗)的周期性調(diào)制產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出； 電光開關(guān)5的另一端與一個低反射率光纖光柵6的一端通過熔接連接，低反射率光纖光柵6 與高反射率光纖光柵3形成光纖激光反射腔體，腔內(nèi)產(chǎn)生的脈沖信號激光通過低反射率光纖光柵6輸出。實施例3. —種高功率、短脈沖輸出的全光纖調(diào)Q光纖激光器的腔體結(jié)構(gòu)，它由泵浦激光器、泵浦信號光合束器、在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵第一腔體反射鏡、摻稀土激光增益光纖、光纖耦合低脈沖電壓直接驅(qū)動的電光開關(guān)和低反射率光纖光柵輸出耦合器組成。采用光纖耦合低驅(qū)動電壓的電光開關(guān)作為線性激光腔體腔體內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出。具體腔體結(jié)構(gòu)參見圖5。參見附圖5.這種全光纖調(diào)Q光纖激光器是采用光纖耦合低驅(qū)動電壓電光調(diào)制開關(guān)作為腔內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生調(diào)Q高功率、短脈沖激光，采用在信號激光波長處具有高反射率和低反射率的光纖光柵對作為線性腔光纖激光器腔體反射鏡和輸出耦合器。泵浦激光通過泵浦信號激光合束器被耦合進(jìn)入到摻稀土增益光纖中；摻稀土增益光纖吸收泵浦激光在信號激光波長產(chǎn)生上能級離子數(shù)反轉(zhuǎn)形成激光增益；激光腔內(nèi)低驅(qū)動電壓電光開關(guān)的周期性開關(guān)對腔內(nèi)激光形成周期性Q (損耗)調(diào)制，造成腔內(nèi)Q值幅度的周期性變化；當(dāng)電光開關(guān)關(guān)斷時，電光開關(guān)內(nèi)的電光材料在調(diào)制電壓作用下造成腔內(nèi)傳輸激光的偏轉(zhuǎn)形成腔內(nèi)激光強(qiáng)烈的損耗，使得腔內(nèi)激光停止震蕩，上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)聚集；當(dāng)電光開關(guān)陡然打開時，大量的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)躍遷形成一個脈沖激光在高反射率光纖光柵和低反射率光纖光柵對與摻稀土增益光纖形成的激光腔體內(nèi)往返震蕩并放大，這個不斷放大的短脈沖、高功率、 巨能量脈沖激光從低反射率光纖光柵端輸出；當(dāng)這個巨能量脈沖激光將腔內(nèi)上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗使得腔內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)形成的激光增益小于腔內(nèi)損耗使得腔內(nèi)激光停止震蕩；如果這時電光開關(guān)關(guān)斷，形成上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的重新積累直到電光開關(guān)重新打開下一個激光脈沖開始生成，低調(diào)制電壓控制電光開關(guān)周期性地開關(guān)產(chǎn)生高功率、短脈沖激光序列輸出。 如圖5所示其具體連接關(guān)系是在信號激光波長處具有低反射率光纖光柵6的一端與一段適當(dāng)長度的摻稀土增益光纖4的一端通過熔接連接；摻稀土增益光纖4的另一端與泵浦信號激光合束器2的泵浦信號合束端光纖通過光纖熔接連接；光纖耦合的半導(dǎo)體泵浦激光1 通過泵浦信號激光合束器2耦合進(jìn)摻稀土增益光纖4中；摻稀土增益光纖4吸收泵浦激光后在信號激光波長產(chǎn)生激光增益；泵浦信號激光合束器2的信號輸入端光纖與一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)5通過光纖熔接連接，電光開關(guān)5在周期性電壓調(diào)制下在激光腔內(nèi)產(chǎn)生周期性的開和關(guān)形成腔內(nèi)Q值(損耗)的周期性調(diào)制產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出； 電光開關(guān)5的另一端與一個在信號激光波長處具有高反射率光纖光柵3的一端通過熔接連接，高反射率光纖光柵3與低反射率光纖光柵6形成光纖激光反射腔體，腔內(nèi)產(chǎn)生的脈沖信號激光通過低反射率光纖光柵6輸出。實施例4. 一種高功率、短脈沖輸出的全光纖調(diào)Q光纖激光器的腔體結(jié)構(gòu)，它由泵浦激光器、泵浦信號光合束器、在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵第一腔體反射鏡、摻稀土激光增益光纖、光纖耦合低驅(qū)動電壓的電光開關(guān)和低反射率光纖光柵輸出耦合器組成。采用光纖耦合低驅(qū)動電壓的電光開關(guān)作為線性激光腔體腔體內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出。具體腔體結(jié)構(gòu)參見圖6 圖7。參見附圖6.第一種全光纖調(diào)Q光纖激光器是采用光纖耦合低驅(qū)動電壓電光調(diào)制開關(guān)作為腔內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生調(diào)Q高功率、短脈沖激光，采用部分耦合輸出率光纖耦合器作為環(huán)型腔光纖激光器的輸出耦合器。泵浦激光通過泵浦信號激光合束器被耦合進(jìn)入到摻稀土增益光纖中；摻稀土增益光纖吸收泵浦激光在信號激光波長產(chǎn)生上能級離子數(shù)反轉(zhuǎn)形成激光增益；激光腔內(nèi)低驅(qū)動電壓電光開關(guān)的周期性開關(guān)對腔內(nèi)激光形成周期性Q 值(損耗)調(diào)制，造成腔內(nèi)Q值幅度的周期性變化；當(dāng)電光開關(guān)關(guān)斷時，電光開關(guān)內(nèi)的電光材料在調(diào)制電壓作用下造成腔內(nèi)傳輸激光的偏轉(zhuǎn)形成腔內(nèi)激光強(qiáng)烈的損耗，使得腔內(nèi)激光停止震蕩，上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)聚集；當(dāng)電光開關(guān)陡然打開時，大量的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)躍遷形成一個脈沖激光在摻稀土增益光纖、電光開關(guān)、部分耦合率光纖耦合器泵浦信號激光合束器形成的激光腔體內(nèi)往返震蕩并放大，這個不斷放大的短脈沖高功率巨能量脈沖激光從部分耦合率光纖耦合器輸出；當(dāng)這個巨能量脈沖激光將腔內(nèi)上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗使得腔內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)形成的激光增益小于腔內(nèi)損耗使得腔內(nèi)激光停止震蕩；這時如果電光開關(guān)關(guān)斷，形成上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的重新積累直到電光開關(guān)重新打開下一個激光脈沖開始生成，低調(diào)制電壓控制電光開關(guān)周期性地開關(guān)產(chǎn)生高功率、短脈沖激光序列輸出。如圖6所示其具體連接關(guān)系是泵浦信號激光合束器2的泵浦信號合束端光纖與一段適當(dāng)長度的摻稀土增益光纖4的一端通過熔接連接，光纖耦合的半導(dǎo)體泵浦激光1通過泵浦信號激光合束器2耦合進(jìn)入摻稀土增益光纖4中；摻稀土增益光纖4吸收泵浦激光后在信號激光波長產(chǎn)生激光增益；摻稀土增益光纖4的另一端與一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)5通過光纖熔接連接，電光開關(guān)5在周期性電壓調(diào)制下在激光腔內(nèi)產(chǎn)生周期性的開和關(guān)形成腔內(nèi)Q值(損耗) 的周期性調(diào)制產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出；電光開關(guān)5的另一端與部分耦合率光纖耦合器7輸入端光纖通過熔接連接，部分耦合率光纖耦合器7 —個輸出端光纖與泵浦信號激光合束器2的信號激光輸入端光纖通過光纖熔接連接，形成完整的激光腔體，部分耦合率光纖耦合器7的另一個輸出端口是輸出光纖激光器產(chǎn)生的脈沖激光。參見附圖7.第二種全光纖調(diào)Q光纖激光器是采用光纖耦合低驅(qū)動電壓電光開關(guān)作為腔內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生調(diào)Q高功率短脈沖激光，采用部分耦合輸出率光纖耦合器作為環(huán)型腔光纖激光器的輸出耦合器。泵浦激光通過泵浦信號激光合束器被耦合進(jìn)入到摻稀土增益光纖中；摻稀土增益光纖吸收泵浦激光在信號激光波長產(chǎn)生上能級離子數(shù)反轉(zhuǎn)形成激光增益；激光腔內(nèi)低驅(qū)動電壓電光開關(guān)的周期性開關(guān)對腔內(nèi)激光形成周期性Q值 (損耗)調(diào)制，造成腔內(nèi)Q值幅度的周期性變化；當(dāng)電光開關(guān)關(guān)斷時，電光開關(guān)內(nèi)的電光材料在調(diào)制電壓作用下造成腔內(nèi)傳輸激光的偏轉(zhuǎn)形成腔內(nèi)激光強(qiáng)烈的損耗，使得腔內(nèi)激光停止震蕩，上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)聚集；當(dāng)電光開關(guān)陡然打開時，大量的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)躍遷形成一個脈沖激光在摻稀土增益光纖、電光開關(guān)、部分耦合率光纖耦合器，泵浦信號激光合束器形成的激光腔體內(nèi)往返震蕩并放大，這個不斷放大的短脈沖高功率巨能量脈沖激光從部分耦合率光纖耦合器輸出；當(dāng)這個巨能量脈沖激光將腔內(nèi)上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗使得腔內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)形成的激光增益小于腔內(nèi)損耗使得腔內(nèi)激光停止震蕩；這時如果電光開關(guān)關(guān)斷，形成上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的重新積累直到電光開關(guān)重新打開下一個激光脈沖開始生成，低調(diào)制電壓控制電光開關(guān)周期性地開關(guān)產(chǎn)生高功率、短脈沖序列輸出。如圖7所示其具體連接關(guān)系是一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)5的輸出光纖端與一個泵浦信號激光合束器2的信號就激光輸入端光纖通過熔接連接；泵浦信號激光合束器2的泵浦信號合束端光纖與一段適當(dāng)長度的摻稀土增益光纖4的一端通過熔接連接，光纖耦合的半導(dǎo)體泵浦激光1通過泵浦信號激光合束器2耦合進(jìn)入摻稀土增益光纖4中；摻稀土增益光纖4吸收泵浦激光后在信號激光波長處產(chǎn)生激光增益；摻稀土增益光纖4的另一端與一個光纖耦部分耦合率光纖耦合器7輸入端光纖通過熔接連接，部分耦合率光纖耦合器7 —個輸出端光纖與低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)5的另一端光纖通過光纖熔接連接，形成完整的激光腔體，電光開關(guān)5在周期性電壓調(diào)制下在激光腔內(nèi)產(chǎn)生周期性的開和關(guān)形成腔內(nèi)Q值(損耗)的周期性調(diào)制產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出；部分耦合率光纖耦合器7的另一個輸出端口是輸出光纖激光器產(chǎn)生的脈沖激光。實施例5. —種高功率、短脈沖輸出的全光纖調(diào)Q光纖激光器的腔體結(jié)構(gòu)，它由泵浦激光器、泵浦信號光合束器、在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵第一腔體反射鏡、摻稀土激光增益光纖、光纖耦合低驅(qū)動電壓的電光開關(guān)和低反射率光纖光柵輸出耦合器組成。采用光纖耦合低驅(qū)動電壓的電光開關(guān)作為線性激光腔體腔體內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出。具體腔體結(jié)構(gòu)參見圖8。參見附圖8.第一種全光纖調(diào)Q光纖激光器是采用光纖耦合低驅(qū)動電壓電光開關(guān)作為腔內(nèi)Q值(損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生調(diào)Q高功率短脈沖激光，采用部分耦合輸出率光纖耦合器作為環(huán)型腔光纖激光器的輸出耦合器。泵浦激光通過泵浦信號激光合束器被耦合進(jìn)入到摻稀土增益光纖中；摻稀土增益光纖吸收泵浦激光在信號激光波長處產(chǎn)生上能級離子數(shù)反轉(zhuǎn)形成激光增益；激光腔內(nèi)低驅(qū)動電壓電光開關(guān)的周期性開關(guān)對腔內(nèi)激光形成周期性Q(損耗)調(diào)制，造成腔內(nèi)Q值幅度的周期性變化；當(dāng)電光開關(guān)關(guān)斷時，電光開關(guān)內(nèi)的電光材料在調(diào)制電壓作用下造成腔內(nèi)傳輸激光的偏轉(zhuǎn)形成腔內(nèi)激光強(qiáng)烈的損耗，使得腔內(nèi)激光停止震蕩，上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)聚集；當(dāng)電光開關(guān)陡然打開時，大量的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)躍遷形成一個脈沖激光在摻稀土增益光纖泵浦信號激光合束器、低脈沖電壓直接驅(qū)動電光開關(guān)、部分耦合輸出率光纖耦合器形成的環(huán)形激光腔體內(nèi)往返震蕩并放大，這個不斷放大的短脈沖、高功率、 巨能量脈沖激光從部分耦合輸出率光纖耦合器輸出；當(dāng)這個巨能量脈沖激光將腔內(nèi)上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗使得腔內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)形成的激光增益小于腔內(nèi)損耗使得腔內(nèi)激光停止震蕩；如果這時電光開關(guān)關(guān)斷，形成上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的重新積累直到電光開關(guān)重新打開下一個激光脈沖開始生成，低脈沖電壓直接驅(qū)動控制電光開關(guān)周期性地開關(guān)產(chǎn)生高功率、短脈沖序列輸出。如圖8所示其具體連接關(guān)系是一段適當(dāng)長度的摻稀土增益光纖4的一端與泵浦信號激光合束器2的泵浦信號合束端光纖通過光纖熔接連接；光纖耦合的半導(dǎo)體泵浦激光1通過泵浦信號激光合束器2耦合進(jìn)摻稀土增益光纖4中；摻稀土增益光纖4吸收泵浦激光后在信號激光波長處產(chǎn)生激光增益；泵浦信號激光合束器2的信號輸入端光纖與一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)5通過光纖熔接連接，電光開關(guān)5在周期性電壓調(diào)制下在激光腔內(nèi)產(chǎn)生周期性的開和關(guān)形成腔內(nèi)Q值(損耗)的周期性調(diào)制產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出；電光開關(guān)5的另一端光纖與一個部分耦合輸出率光纖耦合器7的輸入端光纖通過熔接連接，部分耦合輸出率光纖耦合器7的一端輸出光纖與摻稀土增益光纖4的另一端通過熔接連接，形成完整的環(huán)形光纖激光腔體，部分耦合輸出率光纖耦合器7的另一端輸出光纖輸出腔內(nèi)產(chǎn)生的脈沖信號激光。第二種全光纖調(diào)Q光纖激光器是采用光纖耦合低驅(qū)動電壓電光開關(guān)作為腔內(nèi)Q值 (損耗)調(diào)制元件產(chǎn)生調(diào)Q高功率短脈沖激光，采用部分耦合輸出率光纖耦合器作為環(huán)型腔光纖激光器的輸出耦合器。泵浦激光通過泵浦信號激光合束器被耦合進(jìn)入到摻稀土增益光纖中；摻稀土增益光纖吸收泵浦激光在信號激光波長處產(chǎn)生上能級離子數(shù)反轉(zhuǎn)形成激光增益；激光腔內(nèi)低驅(qū)動電壓電光開關(guān)的周期性開關(guān)對腔內(nèi)激光形成周期性Q (損耗)調(diào)制，造成腔內(nèi)Q值幅度的周期性變化；當(dāng)電光開關(guān)關(guān)斷時，電光開關(guān)內(nèi)的電光材料在調(diào)制電壓作用下造成腔內(nèi)傳輸激光的偏轉(zhuǎn)形成腔內(nèi)激光強(qiáng)烈的損耗，使得腔內(nèi)激光停止震蕩，上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)聚集；當(dāng)電光開關(guān)陡然打開時，大量的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)躍遷形成一個脈沖激光在摻稀土增益光纖、泵浦信號激光合束器、電壓電光調(diào)制器開關(guān)、部分耦合輸出率光纖耦合器形成的環(huán)形激光腔體內(nèi)往返震蕩并放大，這個不斷放大的短脈沖、高功率、巨能量脈沖激光從部分耦合輸出率光纖耦合器輸出；當(dāng)這個巨能量脈沖激光將腔內(nèi)上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗使得腔內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)形成的激光增益小于腔內(nèi)損耗使得腔內(nèi)激光停止震蕩；如果這時電光開關(guān)關(guān)斷，形成上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的重新積累直到電光開關(guān)重新打開下一個激光脈沖開始生成，低調(diào)制電壓控制電光開關(guān)周期性地開關(guān)產(chǎn)生高功率、短脈沖序列輸出。其具體連接關(guān)系是一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)5與一段適當(dāng)長度的摻稀土增益光纖4的一端通過熔接連接；摻稀土增益光纖4的另一端與泵浦信號激光合束器2的泵浦信號合束端光纖通過光纖熔接連接；光纖耦合的半導(dǎo)體泵浦激光1通過泵浦信號激光合束器2耦合進(jìn)摻稀土增益光纖4中；摻稀土增益光纖4吸收泵浦激光后在信號激光波長處產(chǎn)生激光增益；泵浦信號激光合束器2的信號輸入端光纖與一個部分耦合輸出率光纖耦合器7的輸入端光纖通過熔接連接，部分耦合輸出率光纖耦合器7的一個輸出端光纖與光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)5的輸入端光纖通過光纖熔接連接，部分耦合輸出率光纖耦合器7的另一輸出端光纖輸出腔內(nèi)產(chǎn)生的脈沖信號激光；電光開關(guān)5在周期性電壓調(diào)制下在激光腔內(nèi)產(chǎn)生周期性的開和關(guān)形成腔內(nèi)Q值(損耗)的周期性調(diào)制產(chǎn)生高功率、短脈沖激光輸出；電光開關(guān)5的輸出端光纖與摻稀土增益光纖4的另一端通過熔接連接，形成完整的環(huán)形光纖激光腔體。本專利文件提供采用光纖耦合低脈沖電壓直接驅(qū)動電光開關(guān)作為激光腔體內(nèi)Q 值(損耗)調(diào)制元件，采用全光纖耦合的泵浦半導(dǎo)體激光和泵浦信號激光合束器，采用摻稀土光纖作為腔內(nèi)信號波長激光的增益介質(zhì)，采用光纖光柵或光纖耦合器作為腔體反射鏡和輸出耦合器，產(chǎn)生高穩(wěn)定、高可靠、高效率、高功率、具有納秒量級脈沖寬度的短脈沖全光纖激光輸出的腔體設(shè)計結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種全光纖調(diào)Q光纖激光器，包括泵浦激光光源、泵浦激光信號激光合束器、光纖光柵第一腔體反射鏡、光纖激光增益介質(zhì)和輸出光纖光柵第二腔體反射鏡，所述光纖光柵第一腔體反射鏡、光纖激光增益介質(zhì)和輸出光纖光柵第二腔體反射鏡構(gòu)成全光纖激光腔，產(chǎn)生重復(fù)率為IHz到IMHz的脈沖激光，其特征在于在所述全光纖激光腔內(nèi)設(shè)有調(diào)Q開關(guān)， 所述調(diào)Q開關(guān)為采用5到200伏脈沖電壓直接驅(qū)動光纖耦合的電光開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖調(diào)Q光纖激光器，其特征在于所述光纖光柵第一腔體反射鏡為在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵第一腔體反射鏡，所述輸出光纖光柵第二腔體反射鏡為在信號激光波長處具有低反射率的輸出光纖光柵第二腔體反射鏡；所述光纖激光增益介質(zhì)為保偏或非保偏的單模或多?；蚨喔矊颖闷值膿较⊥凉饫w。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖調(diào)Q光纖激光器，其特征在于所述全光纖激光腔的腔體結(jié)構(gòu)包括一段摻稀土增益光纖W]的一端與一個光纖耦合低脈沖電壓直接驅(qū)動的電光開關(guān)[5] 的輸入端光纖通過熔接連接，摻稀土增益光纖的另一端與光纖激光器的第一反射腔體連接；摻稀土增益光纖[4]吸收通過光纖激光器第一反射腔體的泵浦激光產(chǎn)生信號激光波長的激光增益；光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)[5]的輸出端光纖與一個低反射率光纖光柵[6]的一端通過光纖熔接連接，電光開關(guān)[5]作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；低反射率光纖光柵[6]作為光纖激光器的第二反射腔體反射鏡和輸出耦合器；所述的第一腔體反射鏡為以下結(jié)構(gòu)的一種1).一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源[1]與泵浦信號激光合束器[2]的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，作為輸入泵浦光，為光纖激光器提供泵浦激光；一個在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵[3]與泵浦信號激光合束器[2]的泵浦信號合束端通過熔接連接，泵浦激光通過高反射率光纖光柵[3]后被摻稀土增益光纖 [4]吸收產(chǎn)生信號波長激光增益，高反射率光纖光柵[3]作為光纖激光器的第一腔體反射鏡；2).一個在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵[3]的一端與泵浦信號激光合束器[2]的信號輸入端通過光纖熔接連接，高反射率光纖光柵[3]作為光纖激光器的第一腔體反射鏡；一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源[1]與泵浦信號激光合束器[2]的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，為光纖激光器提供泵浦激光，作為輸入泵浦光；泵浦信號激光合束器[2]的合束輸出端與摻稀土增益光纖[4]通過光纖熔接連接，泵浦激光進(jìn)入摻稀土增益光纖[4]后被摻稀土增益光纖[4]吸收產(chǎn)生信號波長激光增益；3).一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源[1]與一個在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵[3]的一端光纖通過光纖熔接連接，泵浦激光通過與高反射率的光纖光柵[3] 為光纖激光器提供泵浦激光，作為輸入泵浦光；泵浦激光通過在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵[3]后被摻稀土增益光纖 [4]吸收產(chǎn)生信號波長激光增益，高反射率光纖光柵[3]作為光纖激光器的第一腔體反射
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖調(diào)Q光纖激光器，其特征在于所述全光纖激光腔的腔體結(jié)構(gòu)包括一段摻稀土增益光纖[4]的一端與一個泵浦信號激光合束器[2]的泵浦信號激光合束輸出端通過光纖熔接連接，泵浦激光通過泵浦信號激光合束器[2]后進(jìn)入摻稀土增益光纖 [4]后被摻稀土增益光纖[4]吸收產(chǎn)生信號波長激光增益；一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源[1]與泵浦信號激光合束器[2]的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，作為輸入泵浦光，為光纖激光器提供泵浦激光；一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)[5]的輸入端光纖與泵浦信號激光合束器[2]的信號激光輸入端光纖通過熔接連接，電光開關(guān)[5]作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；電光開關(guān)[5]的輸出端光纖與一個低反射率光纖光柵W]的一端通過光纖熔接連接， 低反射率光纖光柵[6]作為光纖激光器的第二反射腔鏡和輸出耦合器；摻稀土增益光纖W]的另一端與一個在信號激光波長處具有高反射率的光纖光柵[3] 的一端通過光纖熔接連接，高反射率的光纖光柵[3]作為光纖激光器的第一腔體反射鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖調(diào)Q光纖激光器，其特征在于所述全光纖激光腔的腔體結(jié)構(gòu)包括一段摻稀土增益光纖[4]的一端與一個泵浦信號激光合束器[2]的泵浦信號激光合束輸出端通過光纖熔接連接，泵浦激光通過泵浦信號激光合束器[2]后進(jìn)入摻稀土增益光纖 [4]后被摻稀土增益光纖[4]吸收產(chǎn)生信號波長激光增益；一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源[1]與泵浦信號激光合束器[2]的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，作為輸入泵浦光，為光纖激光器提供泵浦激光；一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)[5]的輸出端光纖與泵浦信號激光合束器[2]的信號激光輸入端光纖通過熔接連接，電光開關(guān)[5]作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；電光開關(guān)[5]的輸入端光纖與一個在信號激光波長處具有高反射率光纖光柵[3]的一端通過光纖熔接連接，高反射率光纖光柵[3]作為光纖激光器的第一腔體反射鏡；摻稀土增益光纖[4]的另一端與一個低反射率的光纖光柵[6]的一端通過光纖熔接連接，低反射率的光纖光柵[6]作為光纖激光器的第二腔體反射鏡和輸出耦合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖調(diào)Q光纖激光器，其特征在于所述全光纖激光腔的腔體結(jié)構(gòu)包括一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源[1]與泵浦信號激光合束器[2]的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，為光纖激光器提供泵浦激光，作為輸入泵浦光；一段摻稀土增益光纖[4]的一端與泵浦信號激光合束器[2]的泵浦信號激光合束輸出端通過光纖熔接連接，泵浦激光通過泵浦信號激光合束器[2]后進(jìn)入摻稀土增益光纖[4] 后被摻稀土增益光纖[4]吸收產(chǎn)生信號波長激光增益；摻稀土增益光纖W]的另一端與一個光纖耦合輸出器構(gòu)成一個完整的光纖激光環(huán)形腔并輸出脈沖激光；所述的輸出耦合器為下面所述的一種1). 一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)[5]的輸入端光纖與摻稀土增益光纖W]的另一端通過光纖熔接連接，電光開關(guān)[5]作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)[5]的輸出端光纖與一個部分耦合輸出率光纖耦合器[7]輸入端光纖通過熔接連接，部分耦合輸出率光纖耦合器[7]的一個輸出端口光纖作為光纖激光器的輸出端口，輸出光纖激光器腔內(nèi)產(chǎn)生的短脈沖激光；部分耦合輸出率光纖耦合器[7]的另一個輸出端口光纖與泵浦信號激光合束器[2]的信號激光輸入端通過光纖熔接連，構(gòu)成一個完整的環(huán)形腔光纖激光器；2). 一個部分耦合輸出率光纖耦合器[7]的輸入端光纖與摻稀土增益光纖W]的另一端通過熔接連接，部分耦合輸出率光纖耦合器[7]的一個輸出端口光纖作為光纖激光器的輸出端口，輸出光纖激光器腔內(nèi)產(chǎn)生的短脈沖激光；部分耦合輸出率光纖耦合器[7]的另一個輸出端口光纖與一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)[5]的輸入端光纖通過光纖熔接連；電光開關(guān)[5]作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；電光開關(guān)[5]的輸出端光纖與泵浦信號激光合束器[2]的信號激光輸入端通過光纖熔接連，構(gòu)成一個完整的環(huán)形腔光纖激光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖調(diào)Q光纖激光器，其特征在于所述全光纖激光腔的腔體結(jié)構(gòu)包括一段摻稀土增益光纖W]的一端與泵浦信號激光合束器[2]的泵浦信號激光合束輸出端通過光纖熔接連接，泵浦激光通過泵浦信號激光合束器[2]后再進(jìn)入摻稀土增益光纖 [4]被摻稀土增益光纖[4]吸收產(chǎn)生信號波長激光增益；一個光纖耦合的半導(dǎo)體激光泵浦光源[1]與泵浦信號激光合束器[2]的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，為光纖激光器提供泵浦激光，作為輸入泵浦光，為光纖激光器提供泵浦激光；泵浦信號激光合束器[2]的信號激光輸入端光纖與一個光纖輸出耦合器構(gòu)成一個完整的光纖激光環(huán)形腔并輸出脈沖激光；所述的輸出耦合器為下面所述的一種1).一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)[5]與泵浦信號激光合束器[2]的泵浦激光輸入端光纖通過光纖熔接連接，電光開關(guān)[5]作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)[5]的輸出端光纖與一個部分耦合輸出率光纖耦合器[7]輸入端光纖通過熔接連接，部分耦合輸出率光纖耦合器[7]的一個輸出端口光纖作為光纖激光器的輸出端口，輸出光纖激光器腔內(nèi)產(chǎn)生的短脈沖激光；部分耦合輸出率光纖耦合器[7]的另一個輸出端口光纖與摻稀土增益光纖W]的另一端光纖通過光纖熔接連， 構(gòu)成一個完整的環(huán)形腔光纖激光器；2).一個部分耦合輸出率光纖耦合器[7]的輸入端光纖與泵浦信號激光合束器[2]的信號激光輸入端光纖通過光纖熔接連接，部分耦合輸出率光纖耦合器[7]的一個輸出端口光纖作為光纖激光器的輸出端口，輸出光纖激光器腔內(nèi)產(chǎn)生的短脈沖激光；部分耦合輸出率光纖耦合器[7]的另一個輸出端口光纖與一個光纖耦合低電壓驅(qū)動的電光開關(guān)[5]的輸入端光纖通過光纖熔接連；電光開關(guān)[5]作為光纖激光器腔內(nèi)損耗調(diào)制器件產(chǎn)生短脈沖高功率激光脈沖；電光開關(guān)[5]的輸出端光纖與摻稀土增益光纖[4]的另一端通過光纖熔接連，構(gòu)成一個完整的環(huán)形腔光纖激光器。
專利摘要本實用新型公開了一種全光纖調(diào)Q光纖激光器，包括泵浦激光光源、泵浦激光信號激光合束器、光纖光柵第一腔體反射鏡、光纖激光增益介質(zhì)和輸出光纖光柵第二腔體反射鏡，所述光纖光柵第一腔體反射鏡、光纖激光增益介質(zhì)和輸出光纖光柵第二腔體反射鏡構(gòu)成全光纖激光腔，產(chǎn)生重復(fù)率為1Hz到1MHz的脈沖激光，其特征在于在所述全光纖激光腔內(nèi)設(shè)有調(diào)Q開關(guān)，所述調(diào)Q開關(guān)為采用5到200伏脈沖電壓直接驅(qū)動光纖耦合的電光開關(guān)。本實用新型具有系統(tǒng)設(shè)計簡單，造價低廉，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有實用價值的全光纖、短脈沖、高功率激光器設(shè)計腔體形式。
文檔編號H01S3/067GK202103307SQ20112013392
公開日2012年1月4日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者劉東峰, 王青, 耿紀(jì)宏, 蔣仕彬 申請人:蘇州圖森激光有限公司