一种高功率密度激光输出的光纤激光器

摘要

本发明属于光纤激光器技术领域，涉及一种高功率密度输出的光纤激光器。它包括端面泵浦激光器(0)，侧面泵浦激光器(1)，采用了级连式变相Fox-Smith腔及采用端面和侧面混合泵浦方式，从而使每个变相Fox-Smith腔的每个激光臂产生的光纤激光，分别通过光纤耦合器(3)耦合进折射率渐变型多模光纤(4)中进行传输至Bragg光栅(6)后再经过射率渐变型多模光纤(4)输出光纤激光；由于采用了大芯径的折射率渐变型多模光纤和新颖的级连式变相Fox-Smith腔结构，实现了高功率密度光纤激光的输出，其峰值强度相比于同一直径的折射率阶跃型光纤激光器高出五倍，因此实现了在折射率渐变型多模光纤中传输高功率密度的光纤激光器。

主权项

1.一种高功率密度激光输出的光纤激光器，包括端面泵浦源半导体激光器(0)，侧面泵浦源半导体激光器(1)，采用端面和侧面混合泵浦方式，其特征在于它还包括变相Fox-Smith腔，变相Fox-Smith腔的个数可以根据光纤激光器要输出的功率选择；采用变相Fox-Smith腔级连的方式；所说的变相Fox-Smith腔包括两个激光臂和一个光纤耦合器(3)，而所说的每一个激光臂包括一段双包层掺杂光纤(5)和分别刻制在该光纤两端的可反射相应激光波长的Bragg光栅(2)，且上述两个激光臂上的双包层掺杂光纤之间相互独立，每一段上述双包层掺杂光纤(5)作为产生激光的增益介质，该双包层掺杂光纤(5)的Bragg光栅(2)起激光选频的作用；所说的将变相Fox-Smith腔采用级连式，就是通过折射率渐变型多模光纤(4)将一个一个变相Fox-Smith腔顺次分别通过每个变相Fox-Smith腔所包含的光纤耦合器(3)连接起来，从而使每个变相Fox-Smith腔能接受泵浦激光，使每个激光臂产生的光纤激光，再分别通过该变相Fox-Smith腔所包含的光纤耦合器(3)耦合进折射率渐变型多模光纤(4)中进行传输至刻于折射率渐变型多模光纤(4)的末端的Bragg光栅(6)；第一个变相Fox-Smith腔采用端面泵浦激光器(0)的端面泵浦方式，即端面泵浦的半导体激光器(0)产生的泵浦激光以尾纤方式直接将其耦合进折射率渐变型多模光纤(4)，再由第一个变相Fox-Smith腔所包含的光纤耦合器(3)耦合进第一个变相Fox-Smith腔的激光臂的每个双包层掺杂光纤(5)，再与两个Bragg光栅(2)的共同作用达到粒子数反转并产生增益，于是就形成了一个激光振荡腔产生光纤激光，第一个变相Fox-Smith腔产生的光纤激光再经第一个变相Fox-Smith腔所包含的光纤耦合器(3)耦合到折射率渐变型多模光纤(4)传输；在第二个变相Fox-Smith腔的前端，有两个半导体激光器(1)作为侧面泵浦源将泵浦激光以尾纤方式耦合进折射率渐变型多模光纤(4)，再通过第二个变相Fox-Smith腔所包含的光纤耦合器(3)耦合进第二个变相Fox-Smith腔的每个激光臂，每个激光臂产生的光纤激光再通过第二个变相Fox-Smith腔所包含的光纤耦合器(3)耦合进折射率渐变型多模光纤(4)传输；第三个及以后的变相Fox-Smith腔工作的机理和吸收侧面泵浦激光并产生光纤激光及其连接方式均与第二个变相Fox-Smith腔相同；所有级连的变相Fox-Smith腔产生的光纤激光由该变相Fox-Smith腔所包含的光纤耦合器(3)耦合进折射率渐变型多模光纤(4)里面传输，刻于折射率渐变型多模光纤(4)的末端的Bragg光栅(6)对泵浦激光全反射，对光纤激光全透射，这样在折射率渐变型多模光纤(4)输出的激光仅为单波长、高功率密度的光纤激光，实现了一种高功率密度激光输出的光纤激光器。