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連續(xù)/自調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)的全光纖激光器的制作方法與工藝

文檔序號(hào):11991445閱讀:969來源:國(guó)知局
連續(xù)/自調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)的全光纖激光器的制作方法與工藝
本發(fā)明涉及光纖激光器,特別是一種連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和自調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)可相互切換的全光纖激光器,又稱為連續(xù)/自調(diào)Q全光纖激光器。

背景技術(shù):
全光纖激光器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、散熱性能好、能量轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn),得到快速發(fā)展及廣泛地應(yīng)用。目前,連續(xù)輸出的光纖激光器的輸出功率已達(dá)萬瓦,被廣泛應(yīng)用于材料處理加工、焊接、打標(biāo)等領(lǐng)域;調(diào)Q光纖激光器輸出的脈沖激光的脈沖寬度為納秒量級(jí),且其峰值功率和重頻頻率都較高,在激光美容、激光測(cè)距、工業(yè)加工等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的調(diào)Q激光器由于腔內(nèi)插入了主動(dòng)或被動(dòng)的調(diào)Q器件,使系統(tǒng)較復(fù)雜、成本高[參見BernardDussardier,Maria,andPavelPeterka,“PassivelyQ-switchedytterbium-andchromium-dopedall-fiberlaser”,inAppliedOptics,2011,50(25):E20-E23.],且在一些特定的應(yīng)用領(lǐng)域,要求實(shí)現(xiàn)連續(xù)激光和脈沖激光的相互轉(zhuǎn)換,傳統(tǒng)方式通常是采用一臺(tái)連續(xù)激光器加一臺(tái)脈沖激光器來達(dá)到目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明在于提供一種連續(xù)/自調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)的全光纖激光器,腔內(nèi)無需插入任何主動(dòng)或被動(dòng)的調(diào)Q器件,通過改變低反射光纖布拉格光柵的中心波長(zhǎng),從而可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)激光輸出或自調(diào)Q脈沖激光輸出兩種不同的激光輸出模式,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、體積小、成本低、切換快速方便等特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:一種連續(xù)/自調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)的全光纖激光器,包括帶尾纖的激光二極管、高反射率光纖布拉格光柵、光纖合束器、雙包層摻鐿增益光纖、低反射率光纖布拉格光柵,其特征在于低反射率光纖布拉格光柵放置在一個(gè)可改變其中心波長(zhǎng)的裝置上,帶尾纖的激光二極管輸出端與光纖合束器的泵浦輸入端相連接,光纖合束器的信號(hào)纖輸入端與高反射率光纖布拉格光柵相連,信號(hào)纖輸出端與雙包層摻鐿增益光纖的一端相連,雙包層摻鐿增益光纖的另一端與低反射率光纖布拉格光柵的一端連接,低反射率光纖布拉格光柵的另一端作為激光輸出端,端面切成斜角,帶尾纖的激光二極管的泵浦波長(zhǎng)與雙包層摻鐿增益光纖的吸收波長(zhǎng)相匹配,高反射率光纖布拉格光柵的中心波長(zhǎng)與雙包層摻鐿增益光纖的發(fā)射波長(zhǎng)相匹配,雙包層摻鐿增益光纖的纖芯/內(nèi)包層直徑及光纖長(zhǎng)度的選取應(yīng)滿足下列公式:PSBS=21Aeff/gB(ΩB)Leff,其中,PSBS為受激布里淵散射的閾值功率,Aeff為有效模場(chǎng)面積,gB(ΩB)為拉曼增益系數(shù),Leff為有效光纖長(zhǎng)度。所述的帶尾纖的激光二極管的數(shù)量為一個(gè)以上。所述的高反射率光纖布拉格光柵的閑置端光纖端面切成斜角或崩碎。所述的低反射率光纖布拉格光柵的中心波長(zhǎng)可以被調(diào)節(jié)到高反射率光纖布拉格光柵的反射帶寬內(nèi)。所述的可改變低反射率光纖布拉格光柵中心波長(zhǎng)的裝置為所述的低反射率光纖布拉格光柵的溫度控制器或應(yīng)力控制器。附圖說明圖1為本發(fā)明連續(xù)/自調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)的全光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明輸出的連續(xù)激光的光譜圖。圖3為本發(fā)明自調(diào)Q脈沖序列。具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1,連續(xù)/自調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)的全光纖激光器,包括:包括帶尾纖的激光二極管1、高反射率光纖布拉格光柵2、光纖合束器3、雙包層摻鐿增益光纖4、低反射率光纖布拉格光柵5和裝置6。具體實(shí)施方式如下:帶尾纖的激光二極管1輸出的泵浦光經(jīng)光纖合束器3進(jìn)入雙包層摻鐿增益光纖4,泵浦光被吸收并產(chǎn)生激光,調(diào)節(jié)所述的裝置6使低反射率光纖布拉格光柵5的中心波長(zhǎng)在高反射率光纖布拉格光柵2的反射帶寬之內(nèi),此時(shí)低反射率光纖布拉格光柵5起到提供激光反饋的作用,輸出的是連續(xù)激光;調(diào)節(jié)所述的裝置6使低反射率光纖布拉格光柵5的中心波長(zhǎng)在高反射率光纖布拉格光柵2的反射帶寬之外,此時(shí)低反射率光纖布拉格光柵5不起提供激光反饋的作用,腔損耗很大,激發(fā)受激布里淵散射效應(yīng),產(chǎn)生受激布里淵自調(diào)Q現(xiàn)象,輸出自調(diào)Q脈沖激光。下面是一個(gè)具體實(shí)施例:采用兩個(gè)最大輸出功率為10W的帶尾纖的激光二極管1,輸出激光波長(zhǎng)為975nm,雙包層摻鐿增益光纖4的纖芯/內(nèi)包層直徑為5/130μm,長(zhǎng)13m,對(duì)泵浦光的吸收系數(shù)為1.65dB/m,高反射率光纖布拉格光柵2的中心波長(zhǎng)為1080.7nm,3dB帶寬為0.45nm。所述的裝置6是一個(gè)應(yīng)力控制器,通過改變應(yīng)力控制器的應(yīng)力,使得低反射率光纖布拉格光柵5的中心波長(zhǎng)在1080.5~1080.9nm內(nèi),輸出的激光為連續(xù)激光,光譜圖如圖2所示,當(dāng)泵浦功率為5.9W時(shí),得到的平均輸出功率為3W,光-光轉(zhuǎn)換效率約為51%;當(dāng)調(diào)節(jié)應(yīng)力控制器的應(yīng)力,使所述的低反射率光纖布拉格光柵5的中心波長(zhǎng)小于1080.5nm或大于1080.9nm時(shí),輸出的激光為自調(diào)Q脈沖激光,脈寬為50ns,峰值功率約為500W,脈沖序列如圖3所示。
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