專(zhuān)利名稱(chēng)：激光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光設(shè)備。本發(fā)明能夠改善包層泵浦光纖激光器的效率，由此使得它們能夠消耗更少的能量，這對(duì)于環(huán)境而言更好。
背景技術(shù)：
光纖激光器在很多工業(yè)過(guò)程中，例如標(biāo)記、切割、焊接和釬焊中找到了很寬商業(yè)應(yīng)用。二極管泵浦的光纖激光器已經(jīng)上市，其能夠在接近衍射受限的射束中發(fā)射IOW到2kW的激光輻射。這些激光器基于稀土摻雜的光學(xué)纖維，其在基模發(fā)光。所述光學(xué)纖維通?；诖竽Ｊ矫娣e光纖，例如美國(guó)專(zhuān)利No. 6614975中所述的那些。如果使用常規(guī)單模光纖，大模式面積使得能夠?qū)⑤敵龉β仕教岣叩綄?duì)激光器之內(nèi)光學(xué)元件和光纖造成光學(xué)損傷的水平，如果使用真正的單模纖芯，這會(huì)導(dǎo)致非線(xiàn)性效應(yīng)，例如受激拉曼散射和受激布里淵散射。
可以通過(guò)放松光纖激光器發(fā)射接近衍射受限光束的要求來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出功率的進(jìn)一步提高。可以通過(guò)增大纖芯直徑來(lái)設(shè)計(jì)少模(few-moded)光纖激光器(射束質(zhì)量M在2到大約20的范圍內(nèi))。這樣能夠增大輸出功率，同時(shí)保持射束質(zhì)量好于競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)將來(lái)自幾個(gè)稀土摻雜光纖的單?；蛏倌＜す廨椛浣M合在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)功率的進(jìn)一步增大。稀土摻雜的光纖激光器已經(jīng)上市，可以發(fā)射高達(dá)IkW到50kW的激光輻射，射束質(zhì)量?jī)?yōu)異。光纖激光器通常采用包層泵浦，其中將泵浦光耦合到光學(xué)纖維的內(nèi)包層中，光學(xué)纖維包括稀土摻雜的纖芯、內(nèi)包層和外包層。沿著內(nèi)包層引導(dǎo)泵浦輻射并逐漸由纖芯吸收。包層泵浦的主要優(yōu)點(diǎn)是，可以由低成本、高功率、多模激光二極管供應(yīng)泵浦光。缺點(diǎn)是吸收泵浦輻射所需的光纖長(zhǎng)度比纖芯泵浦光纖激光器長(zhǎng)，長(zhǎng)得倍數(shù)近似等于內(nèi)包層面積與纖芯面積之比。長(zhǎng)度的這種增加是不期望的，因?yàn)樗鼫p小了光纖激光器或放大器的效率，增大了不希望有的光學(xué)非線(xiàn)性效應(yīng)。一般希望放大的光信號(hào)具有高的光束質(zhì)量和高的峰值功率，以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的材料處理能力。在光學(xué)纖維中，高光束質(zhì)量給纖芯的尺度提出了一定限制，以便維持單?；蛏倌鞑?。纖芯尺寸的這些限制導(dǎo)致放大高功率光學(xué)輻射期間纖芯之內(nèi)的高光強(qiáng)。高光強(qiáng)導(dǎo)致不期望的光學(xué)非線(xiàn)性，這需要通過(guò)短光纖長(zhǎng)度來(lái)緩解，以使交互作用長(zhǎng)度最小化。例如，平均功率為IOW到50W的脈沖光纖激光器典型地具有超過(guò)5kW的峰值功率。減小光纖長(zhǎng)度對(duì)于避免受激布里淵散射和受激拉曼散射而言很重要。由于關(guān)聯(lián)聲頻聲子破壞光纖纖芯，前者可能導(dǎo)致不希望有的脈動(dòng)和災(zāi)難性故障。后者可能導(dǎo)致不希望有的波長(zhǎng)偏移。在高功率連續(xù)波激光器中也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的非線(xiàn)性效應(yīng)，其中超過(guò)100W的功率水平可能導(dǎo)致受激拉曼散射誘發(fā)的波長(zhǎng)偏移。顯然，在單模激光器中大約400W到2kW之間，在少?；蚨嗄＜す馄髦?，大約4kW到50kW之間，這個(gè)問(wèn)題顯然更重要。為了使光學(xué)纖維的長(zhǎng)度最小化，由此使損耗和非線(xiàn)性效應(yīng)最小化，優(yōu)選使用與纖芯中活性摻雜劑的最強(qiáng)吸收峰值匹配良好的泵浦輻射波長(zhǎng)。常用的稀土摻雜劑為鐿，其吸收峰值處于976 土 3nm。這個(gè)吸收峰值與910和970nm之間的吸收相比，單位長(zhǎng)度的吸收大約為兩到三倍。不過(guò)，多模泵浦激光二極管在裝置之間的波長(zhǎng)重復(fù)性差(典型地，±10nm)，強(qiáng)烈取決于溫度的波長(zhǎng)(典型地，0. 3nm/K)、以及波長(zhǎng)對(duì)輸出功率的強(qiáng)烈相關(guān)性(典型地，Inm/W)。在工業(yè)激光器的典型工作溫度范圍內(nèi)(0到60°C)，泵浦二極管發(fā)射的波長(zhǎng)可以改變多達(dá)30nm。即使激光二極管具有溫度穩(wěn)定性，波長(zhǎng)對(duì)功率的依賴(lài)(IOW的發(fā)射器為IOnm)使其難以直接泵浦鐿的最強(qiáng)吸收峰，尤其是在脈沖應(yīng)用中，其中反復(fù)打開(kāi)和關(guān)閉泵浦二極管。在每次打開(kāi)時(shí)泵浦二極管熱穩(wěn)定時(shí)，反復(fù)開(kāi)關(guān)泵浦二極管導(dǎo)致泵浦波長(zhǎng)變化，在泵浦二極管的平均溫度熱穩(wěn)定時(shí)，導(dǎo)致泵浦波長(zhǎng)變化。對(duì)于其他稀土摻雜劑，并且對(duì)于包含兩種或更多稀土摻雜物的光纖，具有類(lèi)似限制，例如鉺鐿光纖，最佳在976nm泵浦其且其在大約1550nm到1560nm發(fā)光。廉價(jià)而可靠地直接泵浦稀土摻雜劑的最強(qiáng)吸收峰很困難，這對(duì)低成本稀土摻雜光纖激光器和放大器，尤其是脈沖稀土摻雜光纖激光器和放大器的峰值功率能力帶來(lái)了限制。正是出于這些原因，大多數(shù)高功率摻鐿光纖激光器和放大器使用在910nm到950nm波長(zhǎng)范圍之內(nèi)發(fā)射泵浦輻射的多模激光二極管，在這個(gè)波長(zhǎng)范圍 ，鐿的吸收大約比976nm小兩到三倍。近來(lái)穩(wěn)定泵浦波長(zhǎng)的方法包括使用體布拉格光柵為多模激光二極管提供反饋，以提供一定程度的波長(zhǎng)鎖定。體布拉格光柵價(jià)格不菲，通常用于高電流激光二極管上，這與光纖激光器中常用的單個(gè)發(fā)射激光二極管相反。在典型的溫度和工作功率范圍內(nèi)的波長(zhǎng)鎖定性能也有問(wèn)題。因此需要一種激光設(shè)備，其中可以將激光輻射與有源介質(zhì)的峰值吸收匹配。對(duì)于環(huán)境(即綠色)考慮而言重要的關(guān)聯(lián)需求是改善激光器和放大器的效率。另一個(gè)需求是允許增大來(lái)自光纖激光器和放大器的光功率而不會(huì)導(dǎo)致不希望的非線(xiàn)性效應(yīng)。本發(fā)明的目的是提供減輕上述問(wèn)題的激光設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的非限制性實(shí)施例，提供了一種激光設(shè)備，包括參考源、參考光纖和至少一個(gè)激光二極管，其中所述參考光纖包括折射率為Ill的纖芯以及折射率為n2的第一包層，所述第一包層被折射率為n3的第二包層圍繞，所述折射率Ii1大于所述折射率n2，所述折射率n2大于所述折射率n3，所述激光二極管發(fā)射激光輻射，通過(guò)所述參考光纖的第一包層引導(dǎo)所述激光輻射，所述參考源發(fā)射具有預(yù)定波長(zhǎng)的參考輻射，通過(guò)所述參考光纖的纖芯向所述激光二極管引導(dǎo)參考輻射，通過(guò)所述參考光纖的纖芯向所述激光二極管引導(dǎo)的參考輻射在所述預(yù)定波長(zhǎng)處具有功率，所述功率大于所述激光二極管的注入鎖定閾值，由此對(duì)所述激光二極管進(jìn)行注入鎖定。注入鎖定是這樣的過(guò)程，其中通過(guò)將來(lái)自第二，通常更穩(wěn)定的振蕩器的輻射耦合到第一振蕩器中來(lái)控制第一振蕩器的輸出頻率。通常，激光二極管的波長(zhǎng)明確性差，波長(zhǎng)與溫度相關(guān)，在打開(kāi)激光二極管時(shí)會(huì)變化。通過(guò)將來(lái)自參考源的參考輻射耦合到激光二極管中，可以對(duì)激光二極管進(jìn)行注入鎖定，迫使其輸出波長(zhǎng)變?yōu)榛镜扔趨⒖驾椛涞牟ㄩL(zhǎng)。這樣能夠通過(guò)選擇在預(yù)定波長(zhǎng)發(fā)射的參考源來(lái)確定激光二極管的波長(zhǎng)。還能夠使激光二極管的波長(zhǎng)穩(wěn)定，因?yàn)樗诖蜷_(kāi)之后不久就建立起熱平衡。預(yù)定波長(zhǎng)為用戶(hù)事先選擇的波長(zhǎng)。預(yù)定波長(zhǎng)可以是由激光二極管能夠以最大效率、最低噪聲、最高功率、最短長(zhǎng)度、最低非線(xiàn)性相位或?qū)τ脩?hù)而言重要的另一參數(shù)泵浦放大器或激光器的波長(zhǎng)。
有利地，本發(fā)明提供了一種對(duì)激光二極管，尤其是多模激光二極管進(jìn)行快速且簡(jiǎn)單的注入鎖定的模塊，并在這樣做的同時(shí)，在激光輸出提供具有高水平輸出功率(大于激光二極管發(fā)射功率的60%，優(yōu)選大于大約90%，更優(yōu)選地，大于95%)，通過(guò)選擇參考源的預(yù)定波長(zhǎng)界定的注入鎖定波長(zhǎng)有很寬選擇。適當(dāng)?shù)念A(yù)定波長(zhǎng)包括稀土摻雜光纖激光器、棒狀激光器或盤(pán)狀激光器的峰值吸收波長(zhǎng)；在光纖激光器、棒狀激光器或盤(pán)狀激光器中減少或優(yōu)選最小化熱耗散的波長(zhǎng)；以及優(yōu)化光纖激光器、棒狀激光器之內(nèi)效率的波長(zhǎng)。這些特征與實(shí)現(xiàn)標(biāo)記、切割、焊接和釬焊應(yīng)用中過(guò)程控制所需的光纖激光器、棒狀激光器和盤(pán)狀激光器中波長(zhǎng)鎖定泵浦輻射的快速調(diào)制率一致。此外，它允許以更高的效率和更小的放大器光纖長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)這樣快速的調(diào)制率，其組合導(dǎo)致可從放大器光纖實(shí)現(xiàn)更低的非線(xiàn)性效應(yīng)(例如自我相位調(diào)制)和/或可以從放大器和激光器實(shí)現(xiàn)更高的峰值功率。本發(fā)明解決了波長(zhǎng)控制和多模激光器泵浦二極管可重復(fù)性差的問(wèn)題，即，裝置之間±10nm的差波長(zhǎng)重復(fù)性，強(qiáng)烈取決于溫度的波長(zhǎng)(0. 3nm/K)和功率對(duì)波長(zhǎng)的強(qiáng)烈依賴(lài)性(lnm/W)。本發(fā)明允許放大的光信號(hào)具有高光束質(zhì)量和高峰值功率，從而具有最佳的材料處理能力而不會(huì)在高功率光學(xué)輻射放大期間迫使高光強(qiáng)在纖芯之內(nèi)。這樣允許使用更短的光纖長(zhǎng)度以避免不希望有的光學(xué)非線(xiàn)性。由于平均功率IOW到50W且峰值功率超過(guò)5kW的脈沖光纖激光器中的自我相位調(diào)制和受激布里淵散射，這對(duì)于減小脈沖失真尤其有用。在功率水平超過(guò)100W、400W或IkW或更有選超過(guò)4kW的高功率單?；蛏倌?光束質(zhì)量M在2到大約20范圍中)連續(xù)波激光器中，這 對(duì)于減小諸如受激拉曼散射的非線(xiàn)性效應(yīng)也是有用的。參考源可以是具有外腔的半導(dǎo)體激光器或者可以由校準(zhǔn)器或光柵穩(wěn)定。參考源也可以是不同類(lèi)型的激光器，例如氣體激光器或固態(tài)激光器。所述參考源可以使得其在所述預(yù)定波長(zhǎng)的功率和所述參考輻射從所述參考源傳播到激光二極管期間經(jīng)受的第一損耗之積至少為所述激光二極管發(fā)射的激光輻射功率的0. 5%。這是為了確保激光二極管上入射充分多的參考輻射，以便對(duì)其進(jìn)行可靠而重復(fù)的注入鎖定。優(yōu)選地，將激光設(shè)備設(shè)計(jì)成使第一損耗最小化，以便使激光二極管接收的參考輻射最大化。激光設(shè)備可以是這樣的，其中所述激光輻射在從所述激光二極管傳播到所述參考源期間經(jīng)受的第二損耗使得所述第二損耗與所述激光二極管發(fā)射的激光輻射功率之積小于所述參考源發(fā)射的參考輻射功率的10%。這是為了確保激光輻射不會(huì)損傷參考源。優(yōu)選地，將激光設(shè)備設(shè)計(jì)成使第二損耗增大或最大化，以便使參考源接收的激光輻射最小化。該激光設(shè)備可以包括稱(chēng)合器，用于將來(lái)自纖芯的參考福射稱(chēng)合到參考光纖的第一包層中。所述稱(chēng)合器可以是閃耀光纖布拉格光柵。所述激光設(shè)備可以包括波分復(fù)用器。所述激光設(shè)備可以包括放大模塊。所述放大模塊可以是放大光纖。所述參考光纖和所述放大光纖可以沿其長(zhǎng)度的一部分光學(xué)接觸，使得由所述參考光纖的第一包層引導(dǎo)的激光輻射能夠耦合到所述放大光纖中并泵浦所述放大光纖。 所述放大光纖可以包括基部(pedestal)。所述放大光纖可以包括至少一種稀土摻雜劑。所述激光二極管可以被布置成反向泵浦所述放大光纖。所述參考光纖可以為單模光纖。
所述激光二極管可以是多模激光二極管。所述多模激光二極管可以是單發(fā)射機(jī)激光二極管、二極管棒或二極管堆。所述激光設(shè)備可以包括多個(gè)激光二極管，其中由組合器組合激光二極管。


現(xiàn)在將僅通過(guò)舉例的方式并參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的激光設(shè)備；圖2示出了包括耦合器的激光設(shè)備；圖3示出了包括波分復(fù)用器的激光設(shè)備；圖4示出了包括將激光輻射與參考輻射分開(kāi)的復(fù)合光纖的激光設(shè)備； 圖5示出了包括兩個(gè)復(fù)合光纖的激光設(shè)備；圖6示出了包括復(fù)合光纖的激光設(shè)備，所述復(fù)合光纖包括與參考光纖光學(xué)接觸的放大光纖；圖I不出了放大光纖的橫截面；圖8示出了包括基部的放大光纖的橫截面；圖9不出了包括由公共包層圍繞的參考光纖和放大光纖的復(fù)合光纖的橫截面；圖10示出了復(fù)合光纖的折射率分布；圖11示出了包括激光二極管和反射器的參考源；圖12示出了包括三個(gè)激光二極管的激光二極管源；圖13示出了放大光纖的吸收光譜；圖14示出了包括三個(gè)泵浦源和半導(dǎo)體激光器的激光設(shè)備；以及圖15示出了包括波長(zhǎng)穩(wěn)定源和放大模塊的激光設(shè)備。
具體實(shí)施例方式參考圖I，示出了激光設(shè)備I，包括參考源2、參考光纖和至少一個(gè)激光二極管4，其中參考光纖3包括折射率為Ii1的纖芯5和折射率為n2的第一包層6,第一包層6被折射率為113的第二包層7包圍。折射率Ii1大于折射率n2，折射率112大于折射率n3。激光二極管4發(fā)射激光輻射8，通過(guò)參考光纖3的第一包層6引導(dǎo)所述激光輻射。參考源2發(fā)射參考輻射9，其具有預(yù)定波長(zhǎng)XK10。通過(guò)參考光纖3的纖芯5向激光二極管4引導(dǎo)參考輻射9。通過(guò)參考光纖3的纖芯5引導(dǎo)到激光二極管4的參考輻射9在預(yù)定波長(zhǎng)\ E10處具有功率11，功率11大于激光二極管4的注入鎖定閾值Pth180。將功率11布置成大于注入鎖定閾值PthISO確保了激光二極管4與參考源2是注入鎖定的。注入鎖定迫使激光二極管波長(zhǎng)X111ISl變得基本等于預(yù)定波長(zhǎng)XK10?？梢酝ㄟ^(guò)試驗(yàn)確定針對(duì)特定應(yīng)用的最優(yōu)量功率11。通常，功率11比注入鎖定閾值Pth180高得越多，激光二極管4注入鎖定就越快。優(yōu)選在打開(kāi)激光二極管4之前或打開(kāi)時(shí)由激光二極管4接收參考輻射9，因?yàn)檫@樣能夠具有以下效果降低注入鎖定閾值PthISO并減少激光二極管4變得注入鎖定所花的時(shí)間。激光輻射8和參考輻射9被視為通過(guò)第一和第二透鏡12和13耦合到參考光纖3中。
參考源2和激光二極管4能夠彼此獨(dú)立地激射。為了使激光二極管4注入鎖定，優(yōu)選激光二極管4接收的功率11處于激光二極管4發(fā)射的激光輻射8功率的至少0. 5%。參考輻射9在從參考源2傳播到激光二極管4期間經(jīng)歷第一損耗15。參考源2使得第一損耗15和參考源2在預(yù)定波長(zhǎng)\ E10處發(fā)射的功率之積應(yīng)當(dāng)為激光二極管4發(fā)射的激光輻射8功率的至少0. 5%。在很多激光二極管4中，優(yōu)選參考源2使得這個(gè)乘積至少為1%。在一些激光二極管4中，更優(yōu)選參考源2使得這個(gè)乘積至少為5%。這些值確保激光二極管4上入射充分多的參考輻射9，以便對(duì)其進(jìn)行可靠而重復(fù)的注入鎖定。優(yōu)選地，將激光設(shè)備I設(shè)計(jì)成使第一損耗15最小化，以便使激光二極管4接收的參考輻射9最大化。可以將第二損耗16定義為從激光二極管4傳播到參考源2期間激光輻射8經(jīng)受的損耗。激光設(shè)備I可以使得第二損耗16和激光二極管4發(fā)射的激光輻射8的功率之積至多為參考源2發(fā)射的參考輻射9的功率的10%。優(yōu)選地，激光設(shè)備I使得該乘積至多為5%，更優(yōu)選地至多為1%。這些值確保了激光輻射8不會(huì)損傷參考源2。優(yōu)選地，將激光設(shè)備I設(shè)計(jì)成增大或最大化第二損耗16，以便使參考源2接收的激光輻射8最小化。利用分離模塊14將激光輻射8與參考輻射9分離來(lái)提供激光輸出17。分離模塊 14有助于防止激光輻射8損傷參考源2。分離模塊14能夠包括耦合器、反射體、光柵、空間濾波器、光學(xué)開(kāi)關(guān)、光學(xué)調(diào)制器、聲光調(diào)制器、隔離器和吸收器中的至少一種。優(yōu)選地，分離模塊14使得激光輸出17的功率至少為激光二極管4發(fā)射的激光輻射8的功率的60%。更優(yōu)選地，分離模塊14使得激光輸出17的功率至少為激光輻射8的功率的90%或至少95%。這是有利的，因?yàn)檫@使得大部分激光輻射8可用于泵浦放大器和激光器。圖I中所示的分離模塊14是包括孔徑19的空間濾波器18，參考輻射9能夠通過(guò)該孔徑19?？臻g濾波器18能夠反射未通過(guò)孔徑19的激光輻射8。大孔徑19增加了將通過(guò)的激光輻射8和參考輻射9的量，并減少了激光輸出17中的激光輻射8的量。希望減小孔徑19的尺寸以增大激光輸出17中激光輻射8的量，這個(gè)量允許充分多的參考輻射9通過(guò)孔徑10以便對(duì)激光二極管4進(jìn)行注入鎖定。圖2不出了激光設(shè)備20,其中分離模塊14為稱(chēng)合器21,將來(lái)自參考光纖3的纖芯5的參考福射9稱(chēng)合到參考光纖3的第一包層6。稱(chēng)合器21可以是閃耀光纖布拉格光柵28,將纖芯5中傳播的正向波I禹合到第一包層6中傳播的后向行波中?？梢詫㈤W耀光纖布拉格光柵28視為反射體,該反射體將沿纖芯5傳播的參考福射9反射成在第一包層6中傳播的參考輻射29。如圖2的凹痕中所示，閃耀光纖布拉格光柵28可以包括處于光學(xué)纖維3纖芯5中或附近的個(gè)體光柵刻線(xiàn)27?？梢詫㈤W耀光纖布拉格光柵28設(shè)計(jì)成反射具有預(yù)定波長(zhǎng)XkIO的參考輻射9?？梢酝ㄟ^(guò)將光敏光纖以一定角度放入利用紫外光獲得的干涉圖案中來(lái)制造閃耀光纖布拉格光柵。圖2還示出了耦合器22，用于組合來(lái)自激光二極管4的激光輻射8和來(lái)自參考源2的參考輻射9。激光輻射8被示為通過(guò)光學(xué)纖維24從激光二極管4引導(dǎo)到耦合器22。光學(xué)纖維24優(yōu)選是多模光纖，其可以是具有低折射率涂層的純二氧化硅纖芯光纖。這樣的光纖通常用于弓I導(dǎo)光纖激光器和固態(tài)激光器中的泵浦輻射。參考光纖3能夠通過(guò)耦合器22從耦合器21延伸到參考源2。更方便地，參考光纖3終止于耦合器22之內(nèi)或附近，通過(guò)光學(xué)纖維23將參考輻射9引導(dǎo)到耦合器22，光學(xué)纖維23可以是單?；蚨嗄９饫w?？梢蕴峁┌鼘幽Ｏ?6以消除可能在光學(xué)纖維23包層中傳播的激光輻射8?；蛘?，或此外，光學(xué)纖維23可以是具有高折射率涂層的標(biāo)準(zhǔn)單?；蚨嗄９鈱W(xué)纖維，用于消除包層模式。消除可能在光學(xué)纖維23包層中傳播的激光輻射8是有益的，因?yàn)檫@樣增大了第二損耗16(參考圖I所示)，由此減小了激光二極管4損傷參考源2或使其不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)。耦合器22可以是功率組合器。功率組合器組合來(lái)自3、7或19根光纖的輻射，由美國(guó)新澤西州Somerset的OFS Specialty Photonics Division of Furukawa Electric North America Inc.銷(xiāo)售，用于光纖激光器和光放大器中。這樣的功率組合器可以具有單模波導(dǎo)管作為輸入纖維之一(例如，光纖23)，可以具有單個(gè)雙包層光纖，其包含單模波導(dǎo)作為輸出光纖(例如，參考光纖3)?？梢允褂眠@樣的功率組合器組合來(lái)自I和18個(gè)激光二極管4之間或優(yōu)選2、6或18個(gè)激光二極管4的激光輻射8與來(lái)自參考源2的參考輻射9。參考光纖3的遠(yuǎn)端25提供激光輸出17。遠(yuǎn)端25可以被傾斜劈開(kāi)，以減少反向反射光，或連接到或熔融結(jié)合到另一個(gè)光纖。圖3示出了包括波分復(fù)用器34的激光設(shè)備30。波分復(fù)用器34用于組合參考輻射9和具有波長(zhǎng)X s32的信號(hào)31。通過(guò)光學(xué)纖維33向波分復(fù)用器34輸入信號(hào)31。將信 號(hào)31和參考輻射9與耦合器22中的激光輻射8組合。耦合器21使得其將來(lái)自參考光纖3的纖芯5的參考輻射9耦合到參考光纖3的第一包層6，從參考光纖3將其引導(dǎo)到激光二極管4。稱(chēng)合器21將信號(hào)31和激光福射8傳遞到放大光纖35。放大光纖35由激光福射8泵浦，放大信號(hào)31并發(fā)射放大的信號(hào)36。放大光纖35被不為在接頭37處熔融結(jié)合到參考光纖3。圖4示出了激光設(shè)備40，其中分離模塊14為復(fù)合光纖41，包括參考光纖3和第二光纖42，它們沿其長(zhǎng)度的至少一部分彼此光學(xué)接觸。光學(xué)接觸表示由參考光纖3的第一包層6引導(dǎo)的激光輻射8能夠耦合到第二光纖42中。參考光纖3和第二光纖42共享同樣的第二包層7，其可以是低折射率聚合物。沿著參考光纖3的纖芯5將參考輻射9引導(dǎo)到激光二極管4，由此對(duì)激光二極管4進(jìn)行注入鎖定。沿著參考光纖3的第一包層引導(dǎo)激光輻射8并將其I禹合到第二光纖42中。然后沿著第二光纖42引導(dǎo)激光福射8以形成激光輸出17。交叉耦合到第二光纖42的激光輻射8的比例將近似等于第二光纖42的截面積與第二光纖42和參考光纖3截面積之和的比率。于是，如果第二光纖42與參考光纖3具有相同截面積，那么大致一半的激光輻射8將交叉耦合。為了防止激光輻射8到達(dá)參考源2，因此希望吸收光纖23涂層之內(nèi)未交叉耦合的激光輻射8，或更優(yōu)選地，利用包層模消除器26消除激光輻射8。為了從參考光纖3向第二光纖42耦合更高比例的激光輻射8，希望使得第二光纖42的截面積大于參考光纖3的截面積。不過(guò)，這降低了第二光纖42中傳播的激光輻射8的亮度。或者，或此外，可以如圖5中所示使用兩個(gè)或更多分離模塊14，可以調(diào)節(jié)其相對(duì)長(zhǎng)度，以便調(diào)節(jié)從每者發(fā)射的相對(duì)激光輻射17。圖6不出了激光設(shè)備60,其中分離模塊14為復(fù)合光纖61。復(fù)合光纖61包括彼此光學(xué)接觸的參考光纖3和放大光纖35。放大光纖35和參考光纖3共享第二包層7，其可以是聚合物涂層，優(yōu)選在制造期間拉制復(fù)合光纖61時(shí)涂布聚合物涂層。可以使用交叉耦合到放大光纖35的激光輻射8泵浦放大光纖35。放大光纖35對(duì)激光輻射8的吸收減少了沿復(fù)合光纖61傳播的激光輻射8的量。通過(guò)選擇復(fù)合光纖61的長(zhǎng)度(例如，通過(guò)計(jì)算或通過(guò)切回試驗(yàn))，能夠吸收至少90%的激光輻射8，優(yōu)選至少95%。參考光纖3中的任何剩余激光輻射8優(yōu)選由包層模消除器26吸收或散射。替代地或此外，剩余的激光輻射8可以被光纖23中的包層，例如高折射率聚合物涂層吸收或散射。在美國(guó)專(zhuān)利No. 6826335中描述了制造復(fù)合光纖41和61的設(shè)備和方法，在此通過(guò)引用將該專(zhuān)利并入。放大光纖35可以是圖7中所示的放大光纖70。放大光纖70包括纖芯71、至少一個(gè)包層72和至少一種稀土摻雜劑73。纖芯71可以位于包層72中心，或有偏移。包層72可以是圓形或非圓形的。稀土摻雜劑73被示為位于纖芯71之內(nèi)。替代地或此外，稀土摻雜劑73可以位于包層72中。稀土摻雜劑73可以從包括鐿、鉺、釹、鐠、銩、釤、欽、鋱和鏑構(gòu)成的組中選擇。放大光纖70優(yōu)選涂有聚合物涂層，例如參考圖6所示的第二包層7。纖芯71的折射率高于包層72的折射率，包層72的折射率高于聚合物涂層的折射率。包層72的目的是引導(dǎo)激光輻射8，使得激光輻射8被稀土摻雜劑73吸收?？梢越Y(jié)合圖I到6中所示的設(shè)備使用放大光纖70?？梢詫?duì)放大光纖70進(jìn)行共同泵浦或相對(duì)泵浦。放大光纖35可以是參考圖8所不的放大光纖80。放大光纖80可以包括基部81?；繃@纖芯71，其折射率低于纖芯71的折射率，但高于包層72的折射率?；?1的目 的是引導(dǎo)例如因?yàn)閺澢虮撤瓷涠右堇w芯71的光學(xué)輻射，由此減少可能傳播到激光二極管4或參考源2的福射量。放大光纖35可以具有固體纖芯71和固體包層72 (如參考圖7和8所示)，或者是所謂的多孔光纖，其具有由包層72中縱向延伸的孔界定的纖芯。放大光纖35可以是單模光纖，大模式面積光纖或多模光纖。替代地或此外，放大光纖35可以是保偏光纖。復(fù)合光纖61可以是參考圖9所示的復(fù)合光纖91。復(fù)合光纖91包括由第二包層7圍繞的參考光纖3和放大光纖80。圖10示出了復(fù)合光纖91在圖9所示截面的水平軸上的折射率分布100。參考光纖3和放大光纖80由虛線(xiàn)101視為接觸。纖芯5具有折射率1^103，第一包層6具有折射率n2104，第二包層7具有折射率n3105。在該圖中假設(shè)放大光纖80的包層72的折射率基本與參考光纖3的第一包層6的折射率相同。為了輔助從參考光纖3向放大光纖80傳送激光輻射8，這是優(yōu)選的?；?1的折射率nped 107大于包層72的折射率。纖芯71的折射率11。。106大于基部81的折射率nped 107。放大光纖80的直徑優(yōu)選小于參考光纖3的直徑，以便盡可能地保持激光輻射8的亮度。更高的亮度使得更短放大光纖具有相同吸收，這又導(dǎo)致非線(xiàn)性效應(yīng)減小，例如自相位調(diào)制、受激布里淵散射和受激拉曼散射?？梢圆贾眉す舛O管4以共同泵浦放大光纖35，如參考圖3所示，其中激光輻射8與信號(hào)31沿相同方向(左到右)沿放大光纖35傳播。替代地或此外，可以布置激光二極管4以反向泵浦放大光纖35，如參考圖6所示，其中激光輻射8與信號(hào)31沿相反方向沿放大光纖35傳播。圖I到6中所示的參考源2可以是參考圖11所示的半導(dǎo)體激光器110。如參考圖11所示，可以由反射器111穩(wěn)定半導(dǎo)體激光器110發(fā)射的參考輻射9。反射器111在波長(zhǎng)X B112處反射光,該波長(zhǎng)優(yōu)選等于預(yù)定波長(zhǎng)XK110。反射器111優(yōu)選為光纖布拉格光柵。優(yōu)選地，參考源2在耦合到光纖23的單橫模中發(fā)射參考輻射9。光纖23優(yōu)選是單模光纖。參考光纖3優(yōu)選是單模光纖。參考源2可以是兩個(gè)半導(dǎo)體激光器，對(duì)它們進(jìn)行偏振復(fù)用，以提供單一輸出；這對(duì)于增大激光二極管4接收的參考輻射9的量有用，尤其是如果僅半導(dǎo)體激光器之一注入鎖定無(wú)法實(shí)現(xiàn)或不可靠時(shí)。替代地或此外，參考源2能夠包括光放大器，用于放大參考輻射9。在需要對(duì)很多激光二極管4進(jìn)行注入鎖定時(shí)這尤其有用。參考源2可以是分布反饋半導(dǎo)體激光器或分布反饋光纖激光器。參考源2可以是具有外腔的半導(dǎo)體激光器或者可以由etelon或光柵穩(wěn)定。參考源2也可以是不同類(lèi)型的激光器，例如氣體激光器或固態(tài)激光器。圖12示出了激光二極管源121，其包括三個(gè)激光二極管4，由功率組合器122將其輸出組合到一起。激光二極管4優(yōu)選是向光纖123中發(fā)射具有波長(zhǎng)XM124的多模激光輻射8的半導(dǎo)體激光二極管。利用功率組合器122將多模激光輻射8組合在一起并通過(guò)光學(xué)纖維24輸出。功率組合器組合來(lái)自3、7或19根光纖的輻射，所述光纖由美國(guó)新澤西州Somerset 的 OFSSpecialty Photonics Division of Furukawa Electric North AmericaInc.銷(xiāo)售，用于光纖激光器和光放大器中。替代地或此外，激光二極管4可以是二極管條或二極管堆。圖13示出了對(duì)于參考圖7所示利用稀土摻雜劑73摻雜的典型放大光纖70波長(zhǎng) 131的吸收130變化。有峰值吸收波長(zhǎng)為132的吸收峰133。對(duì)于摻鐿的光纖，峰值吸收波長(zhǎng)132大約為976nm，吸收峰133大約為5nm寬，比915nm附近的更寬吸收峰134窄得多。通過(guò)將預(yù)定波長(zhǎng)、E10匹配到吸收峰133，能夠?qū)す舛O管4進(jìn)行注入鎖定，使得激光二極管4發(fā)射的激光輻射8具有匹配到吸收峰133的輸出波長(zhǎng)124。通過(guò)選擇反射波長(zhǎng)112等于峰值吸收波長(zhǎng)132的光纖布拉格光柵，可以在圖11中所示的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。可以選擇預(yù)定波長(zhǎng)10以減少放大光纖35中的熱耗散?？梢酝ㄟ^(guò)減小預(yù)定波長(zhǎng)AkIO和信號(hào)波長(zhǎng)X s32之間的波長(zhǎng)分隔實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。例如，在摻鐿光纖中，可以選擇預(yù)定波長(zhǎng)X K10為1030nm,可以選擇信號(hào)波長(zhǎng)As為1060nm。這樣的選擇將導(dǎo)致放大光纖35中比在976nm泵浦更小的熱耗散。通過(guò)選擇布拉格反射波長(zhǎng)XB112等于預(yù)定波長(zhǎng)X K10的光纖布拉格光柵，可以在圖11中所示的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。因此能夠?qū)⒃O(shè)備110用作參考圖I到6所示設(shè)備之一中的參考源2。對(duì)于激光二極管4被一次性或反復(fù)開(kāi)關(guān)的設(shè)備，可以保持參考源2連續(xù)打開(kāi)，以確保每次打開(kāi)激光二極管4時(shí)都有參考輻射9?；蛘?，可以在打開(kāi)激光二極管4之前打開(kāi)并優(yōu)選穩(wěn)定參考源2。任一種解決方案都具有迅速使激光輻射8穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)(使激光二極管4注入鎖定)。圖14示出了光放大器140形式的激光設(shè)備。放大光纖35為摻鐿光纖。峰值吸收波長(zhǎng)132大約為976nm。預(yù)定波長(zhǎng)10優(yōu)選為976nm，以便確保放大光纖35中鐿摻雜對(duì)激光輻射8的吸收最大。參考源為半導(dǎo)體激光器110，即由反射器111進(jìn)行波長(zhǎng)穩(wěn)定的單模激光器。反射器111可以是光纖布拉格光柵，其在預(yù)定波長(zhǎng)XRlO (在本范例中為976nm)具有峰值反射率，帶寬在大約0. Inm到5nm范圍內(nèi)，反射率在2%到20%范圍內(nèi)。半導(dǎo)體激光器110經(jīng)過(guò)反射器111進(jìn)行波長(zhǎng)鎖定，發(fā)射在大約976nm的參考輻射9。優(yōu)選地，利用熱電冷卻器(常常包括在半導(dǎo)體激光器110的封裝之內(nèi))對(duì)半導(dǎo)體激光器進(jìn)行溫度穩(wěn)定。半導(dǎo)體激光器110優(yōu)選利用光電二極管(常常包括在半導(dǎo)體激光器110的封裝之內(nèi))作為功率監(jiān)視器進(jìn)行輸出功率穩(wěn)定。半導(dǎo)體激光器110向光纖23中發(fā)射大約IOOmW到IW的輸出功率。典型地，光纖23為單模光纖，模場(chǎng)直徑大約為6iim,數(shù)值孔徑大約為0. 14,第二模式截止大約為900nm。光纖23可以是保偏光纖。將光纖23接合到形成復(fù)合光纖61的一部分的參考光纖3。參考光纖3具有纖芯5，其將參考輻射9引導(dǎo)到光纖24。纖芯5優(yōu)選與光纖23具有類(lèi)似模場(chǎng)直徑，以便使接頭損耗最小化。利用參考光纖3之內(nèi)的纖芯5，可以沿著復(fù)合光纖3引導(dǎo)參考輻射9，而不會(huì)被放大光纖35之內(nèi)的稀土摻雜劑73吸收。激光二極管4是多模泵浦二極管，每個(gè)都向光纖123中發(fā)射大約IOW的激光輻射8。光纖123的二氧化硅纖芯直徑為105 iim，數(shù)值孔徑處在0. 16到0.22的范圍中。優(yōu)選地，激光二極管4溫度受到控制。功率組合器122為三到一功率組合器，其中將沿三個(gè)多模光纖123傳播的功率組合成光纖24。光纖24優(yōu)選為多模光纖，具有二氧化硅或摻雜二氧化硅纖芯，數(shù)值孔徑大約為 0. 22。
優(yōu)選地，多模光纖24在其大的二氧化硅纖芯之內(nèi)不包含單?；蛏倌＠w芯。因此，從參考光纖3耦合到多模光纖24的參考輻射9以大致相等的功率傳播到每個(gè)激光二極管4。認(rèn)真管理接頭損耗，能夠?qū)⒋蠹sIOOmW到200mW的參考輻射9耦合到每個(gè)激光二極管4，這大約是每個(gè)激光器發(fā)射的IOW激光輻射8的1%到2%。這樣的功率足以對(duì)激光二極管4進(jìn)行注入鎖定，使得它們?cè)陬A(yù)定波長(zhǎng)\ E10處發(fā)射激光輻射8，可以將預(yù)定波長(zhǎng)設(shè)置在放大光纖35的峰值吸收波長(zhǎng)132。將激光輻射8耦合到參考光纖3的第一包層6，由此其耦合到放大光纖35并被鐿摻雜劑吸收?？梢杂砂鼘幽Ｏ?6和/或光纖23上的聚合物涂層消除激光輻射8的任何未吸收功率，該涂層優(yōu)選具有比二氧化硅折射率更高的折射率。應(yīng)當(dāng)指出，一些激光輻射8將從光纖24耦合到參考光纖3的纖芯5中。該比例將大致等于能夠在纖芯5中傳播的導(dǎo)模數(shù)量與光纖24中傳播的模式數(shù)量之比。該比例將是小數(shù)字，因此激光二極管4損傷激光器110的可能性非常小。對(duì)耦合到放大光纖35的纖芯71中的光信號(hào)31進(jìn)行放大以產(chǎn)生放大的輸出信號(hào)36。優(yōu)選地,對(duì)于高峰值功率放大器(峰值功率大于約100W，優(yōu)選大于5kW)，例如脈沖激光器而言，放大器140是反向泵浦的，如圖14中所示。反向泵浦使得諸如自我相位調(diào)制的非線(xiàn)性效應(yīng)最小化，還減小了信號(hào)31，或放大的信號(hào)36 (例如來(lái)自背反射)在彎折和扭結(jié)中從纖芯5逃逸，損傷參考源2或激光二極管4之一的風(fēng)險(xiǎn)。更優(yōu)選地，放大光纖35包含參考圖8所示的基部81，以便進(jìn)一步減小信號(hào)31或放大信號(hào)36向參考源2或激光二極管4傳播并損壞它們之一的可能性。可以為具有更高平均功率的放大器使用額外的泵浦二極管4。從諸如美國(guó)新澤西州 Somerset 的 OFS Specialty Photonics Division of Furukawa Electric NorthAmerica Inc.的多個(gè)供應(yīng)商可以獲得輸入光纖123與輸出光纖24 (無(wú)纖芯)之比為3:1、7 1U2 1,19 1的多模光纖功率組合器122。隨著激光二極管4數(shù)量或功率增加，將向它們中注入按比例減小的參考輻射9?？梢岳闷窠M合以組合來(lái)自?xún)蓚€(gè)半導(dǎo)體激光器110的輸出功率，或利用光放大器實(shí)現(xiàn)功率增大。圖14中所示的放大器140這樣解決了波長(zhǎng)控制和多模激光器泵浦二極管可重復(fù)性差的問(wèn)題，即裝置間±10nm的差波長(zhǎng)重復(fù)性，強(qiáng)烈取決于溫度的波長(zhǎng)(0. 3nm/K)和功率對(duì)波長(zhǎng)的強(qiáng)烈依賴(lài)性(lnm/W)。上文已經(jīng)僅通過(guò)舉例方式參考圖14描述了光放大器形式的激光設(shè)備?？梢岳脠DI到5所示的激光設(shè)備設(shè)計(jì)等效裝置。本發(fā)明能夠在其峰值吸收波長(zhǎng)132處泵浦稀土摻雜劑73。這允許放大的光信號(hào)36具有高光束質(zhì)量和高峰值功率，從而具有最佳的材料處理能力而不會(huì)在高功率光學(xué)輻射放大期間迫使高光強(qiáng)在纖芯之內(nèi)。這樣允許使用更短的光纖長(zhǎng)度以避免不希望有的光學(xué)非線(xiàn)性。由于平均功率IOW到50W且峰值功率超過(guò)5kW 的脈沖光纖激光器中的自我相位調(diào)制和受激布里淵散射，這對(duì)于減小脈沖失真尤其有用。在功率水平超過(guò)100W、400W或IkW或更優(yōu)選超過(guò)4kW的高功率單?；蛏倌?V值小于10，或光束質(zhì)量M在2到大約20范圍中)連續(xù)波激光器中，這對(duì)于減小諸如受激拉曼散射的非線(xiàn)性效應(yīng)也是有用的?，F(xiàn)在參考圖15，示出了激光設(shè)備150。激光設(shè)備150包括具有激光輸出17的波長(zhǎng)穩(wěn)定源151。激光輸出17可以泵浦放大模塊152,放大模塊152可以是放大光纖35?；蛘?，放大模塊152可以是放大棒，例如棒狀激光器中使用的放大棒，或放大盤(pán)，例如盤(pán)形激光器中使用的放大盤(pán)，放大器、光纖激光器、棒狀激光器、盤(pán)狀激光器或激光器。波長(zhǎng)穩(wěn)定源151包括參考源2、激光二極管4和分離模塊14。本發(fā)明尤其適用于注入多模激光二極管。圖I到6和14中示出了波長(zhǎng)穩(wěn)定源151的范例。本發(fā)明的一些優(yōu)點(diǎn)是可以從利用高度穩(wěn)定的光纖布拉格光柵進(jìn)行波長(zhǎng)鎖定的單模發(fā)射器導(dǎo)出參考輻射9，可以布置參考輻射9以在打開(kāi)激光二極管4時(shí)存在，可以使用低成本可靠的“單發(fā)射器”多模泵浦二極管。于是本發(fā)明提供了一種對(duì)多模激光二極管進(jìn)行快速且簡(jiǎn)單的注入鎖定的模塊，并在這樣做的同時(shí)，提供具有高功率(大于激光輻射8功率的60%，更優(yōu)選地，大于90%或95%)的激光輸出17，通過(guò)選擇參考源2的預(yù)定波長(zhǎng)10界定的注入鎖定波長(zhǎng)有很寬選擇。適當(dāng)?shù)念A(yù)定波長(zhǎng)10包括稀土摻雜光纖激光器、棒狀激光器或盤(pán)狀激光器的峰值吸收波長(zhǎng)；在光纖激光器、棒狀激光器或盤(pán)狀激光器中減少或優(yōu)選最小化熱耗散的波長(zhǎng)；以及優(yōu)化光纖激光器、棒狀激光器之內(nèi)效率的波長(zhǎng)。這些特征與實(shí)現(xiàn)光纖激光器、棒狀激光器和盤(pán)狀激光器中快速過(guò)程控制所需的波長(zhǎng)鎖定泵浦的快速調(diào)制率一致。此外，它允許以更高的效率和更小的放大器光纖長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)這樣快速的調(diào)制率，其組合導(dǎo)致可從放大器光纖實(shí)現(xiàn)更低的非線(xiàn)性效應(yīng)(例如自我相位調(diào)制)和/或更高的峰值功率。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，僅僅通過(guò)舉例的方式給出了上文參考附圖描述的本發(fā)明實(shí)施例，可以提供修改和額外成分以增強(qiáng)性能。本發(fā)明擴(kuò)展到分離的上述特征或其任何組合。
權(quán)利要求
1.一種激光設(shè)備，包括參考源、參考光纖和至少一個(gè)激光二極管，其中所述參考光纖包括折射率為Ii1的纖芯以及折射率為n2的第一包層，所述第一包層被折射率為n3的第二包層圍繞，所述折射率Ii1大于所述折射率n2，所述折射率n2大于所述折射率n3，所述激光二極管發(fā)射激光輻射，通過(guò)所述參考光纖的所述第一包層引導(dǎo)所述激光輻射，所述參考源發(fā)射具有預(yù)定波長(zhǎng)的參考輻射，通過(guò)所述參考光纖的所述纖芯向所述激光二極管引導(dǎo)所述參考輻射，并且通過(guò)所述參考光纖的所述纖芯向所述激光二極管引導(dǎo)的所述參考輻射在所述預(yù)定波長(zhǎng)處具有功率，所述功率大于所述激光二極管的注入鎖定閾值，由此對(duì)所述激光二極管進(jìn)行注入鎖定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光設(shè)備，其中所述參考源使得其在所述預(yù)定波長(zhǎng)處的功率與所述參考輻射從所述參考源傳播到所述激光二極管期間經(jīng)受的第一損耗之積至少為所述激光二極管發(fā)射的所述激光輻射的功率的0. 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的激光設(shè)備，其中所述激光輻射在從所述激光二極管傳播到所述參考源期間經(jīng)受的第二損耗使得所述第二損耗與所述激光二極管發(fā)射的所述激光輻射的所述功率之積小于所述參考源發(fā)射的所述參考輻射的功率的10%。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光設(shè)備，包括耦合器，用于將所述參考輻射從所述纖芯耦合到所述參考光纖的所述第一包層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光設(shè)備,其中所述稱(chēng)合器為閃耀光纖布拉格光柵。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光設(shè)備，包括波分復(fù)用器。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光設(shè)備，包括放大模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光設(shè)備，其中所述放大模塊為放大光纖。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的激光設(shè)備,其中所述參考光纖和所述放大光纖沿其長(zhǎng)度的一部分光學(xué)接觸，使得由所述參考光纖的所述第一包層引導(dǎo)的激光輻射能夠耦合到所述放大光纖中并且泵浦所述放大光纖。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的激光設(shè)備，其中所述放大光纖包括基部。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求8到10中任一項(xiàng)所述的激光設(shè)備，其中所述放大光纖包括至少一種稀土摻雜劑。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求8到11中任一項(xiàng)所述的激光設(shè)備，其中所述激光二極管被布置成反向泵浦所述放大光纖。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光設(shè)備，其中所述參考光纖為單模光纖。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光設(shè)備，其中所述激光二極管為多模激光二極管。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的激光設(shè)備，包括多個(gè)激光二極管，其中由組合器組合所述激光二極管。
全文摘要
一種激光設(shè)備(1)，包括參考源(2)、參考光纖(3)和至少一個(gè)激光二極管(4)，其中所述參考光纖(3)包括折射率為n1的纖芯(5)以及折射率為n2的第一包層(6)，所述第一包層(6)被折射率為n3的第二包層(7)圍繞，所述折射率n1大于所述折射率n2，所述折射率n2大于所述折射率n3，所述激光二極管(4)發(fā)射激光輻射(8)，通過(guò)所述參考光纖(3)的第一包層(6)引導(dǎo)所述激光輻射(8)，所述參考源(2)發(fā)射具有預(yù)定波長(zhǎng)λR(10)的參考輻射(9)，通過(guò)所述參考光纖(3)的纖芯(5)向所述激光二極管(4)引導(dǎo)參考輻射(9)，其在所述預(yù)定波長(zhǎng)λR(10)處具有功率(11)，所述功率大于所述激光二極管的注入鎖定閾值。
文檔編號(hào)H01S5/40GK102763291SQ201180009983
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者M·K·鄧金, M·N·澤爾瓦斯, M·P·瓦恩哈姆 申請(qǐng)人:Spi激光英國(guó)有限公司