本實(shí)用新型涉及光纖激光技術(shù)，尤其涉及一種光纖盤繞裝置以及應(yīng)用所述光纖盤繞裝置的光纖激光器。
背景技術(shù)：
：光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質(zhì)的激光器，光纖激光器可在光纖放大器的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)：在泵浦光的作用下光纖內(nèi)極易形成高功率密度，造成激光工作物質(zhì)的激光能級(jí)“粒子數(shù)反轉(zhuǎn)”，當(dāng)適當(dāng)加入正反饋回路（構(gòu)成諧振腔）便可形成激光振蕩輸出。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在光纖激光器中，所述增益光纖的盤繞方式直接影響光纖激光器輸出的激光的質(zhì)量?，F(xiàn)有光纖激光器中，所述增益光纖一般盤繞形成一平面圓環(huán)形。然而，依據(jù)該種方式盤繞所述增益光纖的光纖激光器，從所述增益光纖輸出的激光的光束質(zhì)量較差。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：鑒于上述狀況，有必要提供一種能夠提高輸出激光的光束質(zhì)量的光纖盤繞裝置以及光纖激光器。一種光纖盤繞裝置，用于盤繞增益光纖，其包括柱體。所述光纖盤繞裝置還包括卡位結(jié)構(gòu)，所述卡位結(jié)構(gòu)設(shè)置于所述柱體的外表面上并環(huán)繞所述柱體的周向設(shè)置，所述增益光纖盤繞于所述卡位結(jié)構(gòu)上呈波浪形。作為一種優(yōu)選方案，所述卡位結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)卡位凸起，所述至少兩個(gè)卡位凸起環(huán)繞所述柱體的周向間隔設(shè)置于所述柱體上,相鄰的兩個(gè)卡位結(jié)構(gòu)不位于同一平面上，其中所述平面垂直于所述柱體的軸線。作為一種優(yōu)選方案，所述至少兩個(gè)卡位凸起分至少兩組設(shè)置，每組中的卡位凸起位于同一平面上。作為一種優(yōu)選方案，其中一組卡位凸起鄰近所述柱體的頂端設(shè)置，其中另一組卡位凸起鄰近所述柱體的底端設(shè)置。作為一種優(yōu)選方案，每組卡位凸起所在的平面與所述柱體的軸向相垂直。作為一種優(yōu)選方案，所述卡位凸起包括垂直凸伸形成于所述柱體的外表面上的盤繞部。作為一種優(yōu)選方案，所述卡位凸起還包括擋設(shè)部，所述擋設(shè)部由所述盤繞部遠(yuǎn)離所述柱體的一端沿所述柱體的軸向延伸形成，所述盤繞部、所述擋設(shè)部以及所述柱體共同圍成一個(gè)繞設(shè)槽。作為一種優(yōu)選方案，至少一個(gè)卡位凸起的擋設(shè)部沿所述柱體的軸向向上延伸形成，且至少一個(gè)卡位凸起的擋設(shè)部沿所述主體的軸向向下延伸形成。作為一種優(yōu)選方案，所述卡位結(jié)構(gòu)為卡位槽。本實(shí)用新型還提供采用上述光纖盤繞裝置的光纖激光器。本實(shí)用新型的光纖激光器，通過(guò)設(shè)計(jì)環(huán)繞所述柱體的周向設(shè)置的卡位結(jié)構(gòu)，當(dāng)將所述增益光纖盤繞于所述卡位結(jié)構(gòu)上時(shí)，所述增益光纖呈波浪形，因而所述增益光纖在空間各個(gè)方向的曲率半徑得到改變，進(jìn)而將高階模過(guò)濾掉得到低階模甚至基模激光輸出，提高所述光纖激光器輸出激光的光束質(zhì)量。同時(shí)，在光纖彎曲的同時(shí)，光纖放大級(jí)產(chǎn)生的受激拉曼輻射中的長(zhǎng)波長(zhǎng)部分，也因?yàn)閺澢鷵p耗大于短波長(zhǎng)的信號(hào)光，而被衰減掉。進(jìn)一步抑制了后面的非線性拉曼光的級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)。從而使信號(hào)光得到更好的放大。附圖說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖，所述光纖激光器包括光纖盤繞裝置以及增益光纖。圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施方式的光纖盤繞裝置的立體圖，其中所述增益光纖盤繞于所述光纖盤繞裝置上。主要元件符號(hào)說(shuō)明光纖激光器100種子光源20泵浦源40合束器60增益光纖70光纖盤繞裝置80柱體82卡位凸起84盤繞部842擋設(shè)部844繞設(shè)槽846卡位結(jié)構(gòu)86如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。需要說(shuō)明的是，當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“設(shè)置于”另一個(gè)組件，它可以是直接設(shè)置在另一個(gè)組件上或者可能同時(shí)存在居中組件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“外表面”、“頂端”、“底端”、“平面”以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的。除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本實(shí)用新型的
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。請(qǐng)一并參閱圖1及圖2，本實(shí)用新型一實(shí)施方式提供的光纖激光器100，其包括種子光源20、泵浦源40、合束器60、增益光纖70以及光纖盤繞裝置80。具體在圖示實(shí)施方式中，所述種子光源20的一端以及所述泵浦源40的一端分別與所述合束器60的輸入端相連，所述增益光纖70的一端與所述合束器60的輸出端相連，所述增益光纖70盤繞在所述光纖盤繞裝置80上。所述光纖激光器100可應(yīng)用于激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻激光打標(biāo)激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔/切割/焊接（銅焊、淬水、包層以及深度焊接）、軍事國(guó)防安全、醫(yī)療器械儀器設(shè)備、大型基礎(chǔ)建設(shè)，或者作為其他激光器的泵浦源等。所述種子光源20用于輸出種子激光，其輸出端與所述合束器60的信號(hào)輸入端相連。所述泵浦源40用于輸出泵浦激光，其輸出端與所述合束器60的泵浦激光輸入端相連。所述種子激光以及所述泵浦激光通過(guò)所述合束器60進(jìn)入所述增益光纖70，其中，進(jìn)入所述增益光纖70的泵浦激光被所述增益光纖70吸收，進(jìn)入所述增益光纖70的種子激光在所述增益光纖70中得到增益放大。放大后的激光由所述增益光纖70的輸出端輸出。請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D2，本實(shí)用新型第一實(shí)施方式提供的光纖盤繞裝置80，其包括柱體82以及卡位結(jié)構(gòu)86，所述卡位結(jié)構(gòu)86環(huán)繞所述柱體82的周向設(shè)置于所述柱體82的外表面上。具體在圖示實(shí)施方式中，所述柱體82大致為中空?qǐng)A柱狀。所述卡位結(jié)構(gòu)86包括多個(gè)間隔設(shè)置的卡位凸起84，且相鄰的卡位凸起84不位于同一平面上，其中所述平面垂直于所述柱體82的軸線。所述卡位凸起84凸伸形成于所述柱體82的外表面上。所述卡位凸起84包括相互連接的盤繞部842以及擋設(shè)部844。所述盤繞部842大致垂直凸伸形成于所述柱體82的外表面上。所述擋設(shè)部844由所述盤繞部842遠(yuǎn)離所述柱體82的一端沿所述柱體82的軸向延伸形成，其中，所述擋設(shè)部844與所述柱體82之間間隔預(yù)設(shè)間隙。所述盤繞部842、所述擋設(shè)部844以及所述柱體82共同圍成一個(gè)繞設(shè)槽846。可以理解的是，所述擋設(shè)部844可以省略。具體在圖示實(shí)施方式中，所述卡位凸起84的數(shù)量為六個(gè)，其平均分為兩組間隔設(shè)置于所述柱體82的外表面上。所述六個(gè)卡位凸起84環(huán)繞所述柱體82的周向均勻間隔設(shè)置。第一組中的卡位凸起84與第二組中的卡位凸起84依次交錯(cuò)設(shè)置，且每組中的卡位凸起84位于同一個(gè)平面上。每組卡位凸起84所在的平面與所述柱體82的軸向相垂直。可以理解的是，在其他實(shí)施方式中，每組卡位凸起84所在的平面與所述柱體82的軸向可以不垂直。第一組卡位凸起84鄰近所述柱體82的頂端設(shè)置，第二組卡位凸起84鄰近所述柱體82的底端設(shè)置。第一組卡位凸起84中，所述擋設(shè)部844由所述盤繞部842遠(yuǎn)離所述柱體82的一端沿所述柱體82的軸向向上延伸形成；第二組卡位凸起84中，所述擋設(shè)部844由所述盤繞部842遠(yuǎn)離所述柱體82的一端沿所述柱體82的軸向向下延伸形成。具體在圖示實(shí)施方式中，所述第一組中的第一個(gè)卡位凸起84鄰近所述柱體82的頂端設(shè)置；第二組中的第一個(gè)卡位凸起84鄰近所述柱體82的底端設(shè)置，并與所述第一組中的第一個(gè)卡位凸起84錯(cuò)位設(shè)置；第一組中的第二個(gè)卡位凸起84鄰近所述柱體82的頂端設(shè)置，且所述第一組中的第一卡位凸起84與第二卡位凸起84位于所述第二組中的第一卡位凸起84的兩側(cè)；依照上述方法類推，分別設(shè)置第一組卡位凸起84以及第二組卡位凸起84。需要說(shuō)明的是，一個(gè)元件相對(duì)另一個(gè)元件錯(cuò)位設(shè)置指的是，兩個(gè)元件不位于垂直于所述柱體82的軸向的同一個(gè)平面上?？梢岳斫獾氖?，在其他實(shí)施方式中，所述卡位凸起84的數(shù)量不限于六個(gè)，可以為兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或者更多?？梢岳斫獾氖?，在其他實(shí)施方式中，所述多個(gè)卡位凸起84環(huán)繞所述柱體82的周向不均勻間隔設(shè)置?？梢岳斫獾氖?，在其他實(shí)施方式中，所述多個(gè)卡位凸起84可以分為三組、四組或者更多組錯(cuò)位設(shè)置于所述柱體82的外表面上。可以理解的是，在其他實(shí)施方式中，每組中的卡位凸起84的數(shù)量可以不相等。所述增益光纖70環(huán)繞所述柱體82的圓周方向交錯(cuò)盤繞在多個(gè)卡位凸起84的盤繞部842上，并部分收容于多個(gè)繞設(shè)槽846中。由所述柱體82的軸向觀察，所述增益光纖70大致為一個(gè)封閉的圓環(huán)。盤繞于所述多個(gè)卡位凸起84上的增益光纖70的形狀不限定。優(yōu)選地，所述增益光纖70呈波浪形。具體地，當(dāng)所述卡位凸起84的數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，所述增益光纖70交錯(cuò)盤繞在兩個(gè)卡位凸起84上，呈S形；當(dāng)所述卡位凸起84的數(shù)量大于兩個(gè)時(shí)，所述增益光纖70交錯(cuò)盤繞在所述多個(gè)卡位凸起84上，呈連續(xù)波浪形。具體在圖示實(shí)施方式中，盤繞于所述六個(gè)卡位凸起84上的增益光纖70呈正弦波形。由介質(zhì)波導(dǎo)理論可知，當(dāng)光纖彎曲時(shí)，纖芯中的束縛模式沿曲率半徑會(huì)有不同程度的輻射，成為彎曲損耗。這種損耗因模式而異，高階模的損耗大于低階模的損耗。因此，可以通過(guò)選擇合適的曲率半徑來(lái)抑制高階模的傳輸使得由光纖輸出的光束變得純凈達(dá)到改善光束質(zhì)量的目的。同時(shí)，在光纖彎曲的同時(shí)，光纖放大級(jí)產(chǎn)生的受激拉曼輻射中的長(zhǎng)波長(zhǎng)部分，也因?yàn)閺澢鷵p耗大于短波長(zhǎng)的信號(hào)光，而被衰減掉。進(jìn)一步抑制了后面的非線性拉曼光的級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)。從而使信號(hào)光得到更好的放大。可以理解的是，在其他實(shí)施方式中，所述卡位結(jié)構(gòu)86可以為凹設(shè)于所述柱體82的外表面上的卡位槽，所述卡位槽環(huán)繞所述柱體82的周向設(shè)置并呈波浪形（如S形、連續(xù)波浪形、正弦波形），從而使繞設(shè)于所述卡位凸起84上的增益光纖70呈波浪形。本實(shí)用新型的光纖激光器100，通過(guò)設(shè)計(jì)環(huán)繞所述柱體82的周向設(shè)置的卡位結(jié)構(gòu)86，當(dāng)將所述增益光纖70盤繞于所述卡位結(jié)構(gòu)86上時(shí)，所述增益光纖70呈波浪形。相較現(xiàn)有光纖盤繞形成的平面圓環(huán)形，本實(shí)用新型的盤繞的增益光纖70在空間各個(gè)方向的曲率半徑得到改變，進(jìn)而將高階模過(guò)濾掉得到低階模甚至基模激光輸出，且抑制了非線性拉曼光的級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)，提高所述光纖激光器100輸出激光的光束質(zhì)量。以上實(shí)施方式僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照以上較佳實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或等同替換都不應(yīng)脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3