專利名稱：光纖激光組束激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光纖激光器，特別是一種光纖激光組束激光器。
背景技術：
對于激光束的相干組合的各種技術中，利用外腔進行相干組束是一種非常有用技術。在先技術中，所設計的外腔帶有空間濾波器，需要兩個透鏡和單獨的半透明反射鏡，參見在先技術[IEEE J.QuantumElectron.Vol.271582-1593，1991]，這種外腔能將光纖陣列的輸出激光進行相干耦合，但光路復雜，所有光學元件之間的距離需要嚴格控制，整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高，實現(xiàn)起來較困難，另外，由于光束在諧振腔中往返時多次經(jīng)過各個元件的表面，光能損失較大，不利于整個系統(tǒng)功率的提高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述在先技術的不足，提供一種光纖激光組束激光器，以簡化結構，提高該系統(tǒng)的穩(wěn)定性、緊湊性和輸出功率。
本發(fā)明技術解決方案是一種光纖激光組束激光器，包括多根雙包層光纖，每根雙包層光纖一端各連接一個泵浦激光器，其特征在于所述的多根雙包層光纖的另一端去除外包層，線陣地緊密排列在一光纖夾具內形成一平整的光纖陣列輸出端面，并置于一諧振腔盒內一端，諧振腔盒的另一端設置一平凸透鏡，該平凸透鏡的凸面鍍增透膜，而平面鍍半透明反射膜并朝向該諧振腔盒之外，所述的光纖陣列輸出端面到半透明反射膜的距離為D，所述的光纖陣列輸出端面的纖芯之間的距離為d，所述的平凸透鏡的焦距為F，則D和d應滿足下列關系式d2=λ2F]]>和D=F2.]]>
所述的雙包層光纖的內包層橫截面外形是雙U閉合形、或是矩形，或是正方形。
所述的泵浦激光器為半導體激光二極管。
由光纖輸出端面輸出的激光陣列，經(jīng)諧振腔往返一周再次到達光纖輸出端面時正好完成一次傅里葉變換，實現(xiàn)了各個光纖激光相互間的耦合，最后由平凸透鏡平面半透明反射膜輸出相干合成的激光，從而實現(xiàn)光線激光光束的組束。本發(fā)明的光路非常簡單，光學元件大大減少，無須另外用單獨的空間濾波器，并且可用于大量的光纖激光束的組束，產生高功率激光。
以下結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。


圖1為本發(fā)明用于光纖激光組束激光器結構示意圖。
圖2為本發(fā)明中光纖輸出端面圖。
圖3為平凸透鏡剖面圖。
具體實施例方式
先請參閱圖1，圖1為本發(fā)明用于光纖激光組束激光器結構示意圖。由圖可見，本發(fā)明光纖激光組束激光器，其構成包括多根雙包層光纖2，每根雙包層光纖2的一端各連接一個泵浦激光器1，其特征在于所述的多根雙包層光纖2的另一端21去除外包層后，線陣地緊密排列在光纖夾具3內形成一平整的光纖陣列輸出端面22并置于一諧振腔盒5內一端，諧振腔盒5的另一端設置一平凸透鏡4，該平凸透鏡4的凸面鍍增透膜41，而平面鍍半透明反射膜42朝該諧振腔盒5之外，所述的光纖陣列輸出端面22和平凸透鏡4的半透明反射膜42之間形成諧振腔，所述的光纖陣列輸出端面22到半透明反射膜42的距離為D，所述的光纖陣列輸出端面22的纖芯24之間的距離為d，所述的平凸透鏡4的焦距為F，則D和d滿足下列關系式d2=λ2F]]>和D=F2.]]>本實施例中所述的雙包層光纖2的內包層23橫截面外形是雙U閉合形，如圖2所示，所述的泵浦激光器(1)為半導體激光二極管。
其工作過程如下由半導體激光器1發(fā)出泵浦光進入雙包層光纖2，在摻雜纖芯24中產生的激光經(jīng)光纖輸出端面22輸出，輸出的陣列激光投射到平凸透鏡4，然后由半透明反射膜42反射成為反饋，再次經(jīng)平凸透鏡4后到達光纖輸出端面22正好完成一次傅里葉變換，實現(xiàn)不同光纖中激光的相干耦合，從而整個系統(tǒng)的輸出就能得到相干輸出。
下面是一個具體的實施例用三個半導體激光器和三根雙包層光纖，其長度為25m，構成光纖激光器。這三個光纖激光器產生的激光中心波長均為1080nm有10nm左右的細微波動，所以我們將整個系統(tǒng)的工作激光波長設計為1080nm，光纖夾具長為2cm，所以我們去除三根雙包層光纖前端2cm長度的外包層，雙包層光纖內包層橫截面的雙U閉合形，兩平行直線間的距離為350μm，纖芯在內包層正中間，直徑10μm，按照圖2所示將三根光纖放入光纖夾具3線陣緊密排列好后固定，相鄰纖芯24間的距離為350μm，并且三根光纖的末端磨平均處于一個平面，這個平面就是光纖輸出端面22。根據(jù)公式d2=λ2F,]]>我們設計了針對工作波長為1080nm的平凸透鏡，焦距F＝22.685cm，腔長D＝11.3425cm，然后在平凸透鏡的凸面上鍍匹配λ＝1080nm的增透膜，在平凸透鏡的平面上鍍針對λ＝1080nm的半透明反射膜，其透過率為40％。將光纖輸出端22和平凸透鏡按圖1所示調節(jié)光路，使光線輸出端面22到平凸透鏡平面的距離D＝11.3425cm，同時光纖輸出端中間纖芯24與平凸透鏡的中心光軸在一條直線上。這樣整個系統(tǒng)工作時，就能輸出波長為1080nm的相干激光了。
綜上所述，本發(fā)明通過把去除了外包層的雙包層光纖2前端平行緊密排列形成的輸出端22與平凸透鏡4構成了一諧振腔，使由光纖輸出端22輸出的陣列激光經(jīng)過諧振腔往返一次剛好完成了一次傅里葉變換，實現(xiàn)了相干耦合。在本發(fā)明中避免了單獨使用空間濾波器，所用光學器件少，光路簡單從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
綜上所述，本發(fā)明具有結構簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定實用，便于多根光纖激光的相干組束，高功率激光相干輸出的特點。
權利要求
1.一種光纖激光組束激光器，包括多根雙包層光纖(2)，每根雙包層光纖(2)的一端各連接一個泵浦激光器(1)，其特征在于所述的多根雙包層光纖(2)的另一端(21)去除外包層后，線陣地緊密排列在光纖夾具(3)內形成一平整的光纖陣列輸出端面(22)，并置于一諧振腔盒(5)內一端，諧振腔盒(5)的另一端設置一平凸透鏡(4)，該平凸透鏡(4)的凸面鍍增透膜(41)，而平面鍍半透明反射膜(42)朝該諧振腔盒(5)之外，所述的光纖陣列輸出端面(22)到半透明反射膜(42)的距離為D，所述的光纖陣列輸出端面(22)的纖芯(24)之間的距離為d，所述的平凸透鏡(4)的焦距為F，則D和d滿足下列關系式d2=λ2F]]>和D=F2.]]>
2.根據(jù)權利要求1所述的光纖激光組束激光器，其特征在于所述的雙包層光纖(2)的內包層(23)橫截面外形是雙U閉合形、或是矩形，或是正方形。
3.根據(jù)權利要求1所述的光纖激光組束激光器，其特征在于所述的泵浦激光器(1)為半導體激光二極管。
全文摘要
一種光纖激光組束激光器，包括多根雙包層光纖，每根雙包層光纖的一端各連接一個泵浦激光器，所述的多根雙包層光纖的另一端去除外包層后，線陣地緊密排列在光纖夾具內形成一平整的光纖陣列輸出端面并置于一諧振腔盒內一端，諧振腔盒的另一端設置一平凸透鏡，該平凸透鏡的凸面鍍增透膜，而平面鍍半透明反射膜朝該諧振腔盒之外，所述的光纖陣列輸出端面到半透明反射膜的距離為D，所述的光纖陣列輸出端面的纖芯之間的距離為d，所述的平凸透鏡的焦距為F，則D和d滿足下列關系式d
文檔編號H01S3/06GK1649220SQ20051002347
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月20日 優(yōu)先權日2005年1月20日
發(fā)明者樓祺洪, 何兵, 周軍, 葉震寰, 陳慧挺, 孔令峰 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所