一種線性腔主動調Q全光纖激光器制造技術

本發明專利技術涉公開了一種線性腔主動調Q全光纖激光器，其特征在于腔形為線形腔，泵浦半導體激光器的輸出尾纖連接于光纖合束器的泵浦輸入端口，光纖合束器的輸出光纖端口連接高反光纖布拉格光柵，高反光纖布拉格光柵的另一端與增益光纖焊接在一起，增益光纖的另一端與寫制于保偏光纖上的低反射率光纖布拉格光柵相焊接，調壓電元件制信號驅動電路用來驅動壓電元件周期性按壓腔內光纖以調制光的偏振方向，低反射率光纖布拉格光柵另一端與光纖隔離器輸入端與相連，輸出光纖與光纖隔離器的輸出端相連接，具有插入損耗小、結構簡化、激光脈沖重復頻率高、成本低易于產業化、可以在激光腔內使用大芯徑雙包層增益光纖，從而便于得到高能量高功率激光脈沖。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種光纖激光器，尤其是一種結構緊湊的線性腔主動調Q全光纖激光器。
技術介紹
·眾所周知，光纖激光器是以摻雜稀土元素的光纖為增益介質的激光器，通過摻雜不同的稀土元素，如餌(Er)，鎰(Yb)，銩(Tm)，欽(Ho)，釹(Nd)等，光纖激光器的工作波段覆蓋了從紫外到中紅外。與其他激光器相比，光纖激光器具有激光工作閾值低，能量轉化率高、輸出光束質量好、結構緊湊穩定、無需光路調整、散熱性能好、使用壽命長和無需維護等鮮明特點，因此得到快速發展以及廣泛地應用。目前，連續輸出的光纖激光器的輸出功率已達萬瓦，已經廣泛應用到材料處理加工、焊接、打標等領域。脈沖型的光纖激光器能提供高的峰值功率和脈沖能量，在一些應用領域得到了廣泛應用。調Q是一種得到高脈沖能量和峰值功率的有效方法。調Q激光器基本原理是在激光腔內插入損耗器件，使其激光振蕩閾值升高，處于低Q值狀態下不能形成激光震蕩。由于泵浦光的存在，激光介質處于粒子數反轉狀態，當損耗器件在瞬間降低損耗時，腔內閾值降低，瞬間處于高Q值狀態，在短時間內達到振蕩閾值，形成激光脈沖輸出。光纖激光器的調Q分為主動調Q與被動調Q兩種方式，目前廣泛應用的是主動調Q，主動調Q試通過外加信號控制激光器諧振腔內的損耗，改變腔內閾值來實現調Q。目前光纖激光器主動調Q的方法有很多種，如聲光Q開光、電光Q開關、磁光Q開關等，其中較為實用以及應用廣泛的是聲光Q開關(A0M)。聲光Q開關在固體激光器中大量使用，但是作為開關器件，它在光纖激光器中會帶來很大的插入損耗，難以實現光纖激光器全光纖化。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種壓電元件在激光腔外，在實現調Q的同時并沒有帶來插入損耗的線性腔主動調Q全光纖激光器。本專利技術可以通過如下措施達到。一種線性腔主動調Q全光纖激光器，包括泵浦半導體激光器、光纖合束器、高反射率光纖布拉格光柵、增益光纖、壓電71件、壓電71件調制信號驅動電路、低反射率光纖布拉格光柵、光纖隔離器和輸出光纖，其特征在于腔形為線形腔，泵浦半導體激光器的輸出尾纖連接于光纖合束器的泵浦輸入端口，光纖合束器的輸出光纖端口連接高反光纖布拉格光柵，高反光纖布拉格光柵的另一端與增益光纖焊接在一起，增益光纖的另一端與寫制于保偏光纖上的低反射率光纖布拉格光柵相焊接，調壓電元件制信號驅動電路用來驅動壓電元件周期性按壓腔內光纖以調制光的偏振方向，低反射率光纖布拉格光柵另一端與光纖隔離器輸入端與相連，輸出光纖與光纖隔離器的輸出端相連接。本專利技術所述的增益光纖可以是單包層光纖，也可以是雙包層光纖，可以是任意稀土摻雜光纖(Yb，Er，Tm，Ho，Nd，等)，也可以是多種稀土共摻光纖(Er/Yb，Tm/Ho,等)，增益光纖長度也不像單頻光纖激光器那樣受限制，可以使用相對較長的增益光纖從而得到相對較高的輸出功率，所述的激光腔Q值與腔內光的偏振方向有關。本專利技術所述的壓電元件周期性按壓腔內光纖改變光的偏振方向從而周期性調制光纖激光腔的Q值。本專利技術用于調節激光腔Q值的元件增益光纖在激光腔系統之外，與使用聲光、電光調制器的光纖激光器相比，沒有在腔內使用大量非光纖元件，避免了這些元件帶來的不可消除的插入損耗，減小了系統空間尺寸，化繁為簡，真正實現全光纖。本專利技術工作原理是激光腔鏡由高反射率光纖布拉格光柵和低反射率光纖布拉格光柵一對光纖布拉格光柵(FBG)組成,高反射率光纖布拉格光柵FBG寫制在非保偏光纖上，有一個帶寬較寬的反射峰(比如0. 3nm),低反射率光纖布拉格光柵FBG寫制在保偏光纖上，這樣它就提供兩個反射峰，分別對應兩個偏振模式，只有一個偏振反射峰與高反射率光纖 布拉格光柵FBG反射峰對應,所以此激光腔的Q值與光的偏振方向相關，一個壓電兀件被用來按壓腔內光纖以周期性調節腔內光的偏振方向從而周期性調制激光腔的Q值，從而周期性地滿足激光震蕩條件,形成激光脈沖，以此來實現主動調Q。本專利技術具有以下優點一是壓電元件在激光腔外，在實現調Q的同時并沒有帶來插入損耗，簡化激光器結構，實現了全光纖化；二是調制頻率可以高達幾百KHz，可以得到高重復頻率的激光脈沖；三是相比于聲光，電光調制器，壓電元件成本較低，降低了光纖激光器成本，易于產業化；四是相比于使用帶尾纖的聲光，電光調制器的調Q激光器，可以在激光腔內使用大芯徑雙包層增益光纖，從而便于得到高能量高功率激光脈沖。附圖說明圖I是本專利技術的結構框圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作進一步描述。如圖所示，一種線性腔主動調Q全光纖激光器，包括泵浦半導體激光器I、光纖合束器(combiner or WDM) 2、高反射率光纖布拉格光柵3、增益光纖4、壓電兀件(piezoelectric element)5、壓電元件調制信號驅動電路6、低反射率光纖布拉格光柵7、光纖隔離器8和輸出光纖9，上述各組成部分的結構與現有技術相同，此不贅述，如增益光纖2可以是單包層光纖,也可以是雙包層光纖,可以是任意稀土摻雜光纖(Yb, Er, Tm, Ho, Nd,等)，也可以是多種稀土共摻光纖(Er/Yb，Tm/Ho,等)。增益光纖長度也不像單頻光纖激光器那樣受限制，可以使用相對較長的增益光纖從而得到相對較高的輸出功率，本專利技術的特征在于腔形為線形腔，泵浦半導體激光器I的輸出尾纖連接于光纖合束器2的泵浦輸入端口，光纖合束器2的輸出光纖端口連接高反光纖布拉格光柵3,高反光纖布拉格光柵3的另一端與增益光纖4焊接在一起，增益光纖4的另一端與寫制于保偏光纖上的低反射率光纖布拉格光柵7相焊接，調壓電元件制信號驅動電路6用來驅動壓電元件5周期性按壓腔內光纖以調制光的偏振方向，低反射率光纖布拉格光柵7另一端與光纖隔離器8輸入端與相連，輸出光纖9與光纖隔離器8的輸出端相連接。本專利技術所述的增益光纖4可以是單包層光纖，也可以是雙包層光纖，可以是任意稀土摻雜光纖(Yb，Er，Tm，Ho，Nd，等)，也可以是多種稀土共摻光纖(Er/Yb，Tm/Ho,等)，增益光纖長度也不像單頻光纖激光器那樣受限制，可以使用相對較長的增益光纖從而得到相對較高的輸出功率，所述的激光腔Q值與腔內光的偏振方向有關。本專利技術所述的壓電元件5周期性按壓腔內光纖改變光的偏振方向從而周期性調制光纖激光腔的Q值。本專利技術用于調節激光腔Q值的元件增益光纖4在激光腔系統之外，與使用聲光、電光調制器的光纖激光器相比，沒有在腔內使用大量非光纖元件，避免了這些元件帶來的不可消除的插入損耗，減小了系統空間尺寸，化繁為簡，真正實現全光纖。本專利技術工作原理是激光腔鏡由高反射率光纖布拉格光柵3和低反射率光纖布拉格光柵7 —對光纖布拉格光柵(FBG)組成,高反射率光纖布拉格光柵3FBG寫制在非保偏光纖上，有一個帶寬較寬的反射峰(比如0. 3nm)，低反射率光纖布拉格光柵7FBG寫制在保偏光纖上，這樣它就提供兩個反射峰，分別對應兩個偏振模式，只有一個偏振反射峰與高反射率光纖布拉格光柵3FBG反射峰對應,所以此激光腔的Q值與光的偏振方向相關，一個壓電 元件被用來按壓腔內光纖以周期性調節腔內光的偏振方向從而周期性調制激光腔的Q值，從而周期性地滿足激光震蕩條件,形成激光脈沖，以此來實現主動調Q。本專利技術具有以下優點一是壓電元件在激光腔外，在實現調Q的同時并沒有帶來插入損耗，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種線性腔主動調Q全光纖激光器，包括泵浦半導體激光器、光纖合束器、高反射率光纖布拉格光柵、增益光纖、壓電元件、壓電元件調制信號驅動電路、低反射率光纖布拉格光柵、光纖隔離器和輸出光纖，其特征在于腔形為線形腔，泵浦半導體激光器的輸出尾纖連接于光纖合束器的泵浦輸入端口，光纖合束器的輸出光纖端口連接高反光纖布拉格光柵，高反光纖布拉格光柵的另一端與增益光纖焊接在一起，增益光纖的另一端與寫制于保偏光纖上的低反射率光纖布拉格光柵相焊接，調壓電元件制信號驅動電路用來驅動壓電元件周期性按壓腔內光纖以調制光的偏振方向，低反射率光纖布拉格光柵另一端與光纖隔離器輸入端與相連，輸出光纖與光纖隔離器的輸出端相連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張震宇，房強，
申請(專利權)人：山東海富光子科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：