專利名稱：一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)q全光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖激光器，尤其是一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，屬于光纖及激光技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖激光器是以摻雜稀土元素的光纖為增益介質(zhì)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(zhuǎn)化率高、輸出光束質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)緊湊穩(wěn)定、無需光路調(diào)整、散熱性能好、壽命長(zhǎng)和無需維護(hù)等鮮明特點(diǎn)，因此得到快速發(fā)展以及廣泛地應(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，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到材料處理加工、焊接、打標(biāo)等領(lǐng)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(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。調(diào)Q是一種得到高脈沖能量和峰值功率的有效方法。光纖激光器的調(diào)Q分為主動(dòng)調(diào)Q與被動(dòng)調(diào)Q兩種方式，主動(dòng)調(diào)Q是通過外加信號(hào)控制激光器諧振腔內(nèi)的損耗，改變腔內(nèi)閾值來實(shí)現(xiàn)調(diào)Q。目前光纖激光器主動(dòng)調(diào)Q的方法有很多種，如聲光Q開光、電光Q開關(guān)、磁光Q開關(guān)等；被動(dòng)調(diào)Q —般是在腔內(nèi)放入一個(gè)飽和吸收體，飽和吸收體對(duì)光的吸收率是光強(qiáng)相關(guān)的從而達(dá)到了對(duì)光的調(diào)制。目前使用的飽和吸收體有半導(dǎo)體飽和吸收體，基于碳納米管和石墨烯的飽和吸收體等。但是這些飽和吸收體一般制作比較復(fù)雜，也或多或少的會(huì)引入插入損耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種成本低、實(shí)現(xiàn)了全光纖化的使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于泵浦半導(dǎo)體激光器的輸出端與光纖合束器的泵浦輸入端相連，一個(gè)高反光纖布拉格光柵與用于飽和吸收體的摻雜光纖相連，摻雜光纖另一端與光纖合束器信號(hào)輸入端相連，光纖合束器信號(hào)輸出端與用作增益介質(zhì)的摻雜光纖焊接到一塊，摻雜光纖另一端焊接到低反射率光纖布拉格光柵一端，低反射率光纖布拉格光柵另一端與輸出光纖相連接，形成線性腔被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，激光脈沖由輸出光纖輸出?！N使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于泵浦半導(dǎo)體激光器的輸出端與光纖合束器的泵浦輸入端相連，光纖合束器輸出端與用作增益介質(zhì)的摻雜光纖焊接在一起，摻雜光纖另一端與一個(gè)光纖隔離器相連，光纖隔離器另一端與另一個(gè)光纖合束器的信號(hào)端口焊接到一塊，光纖合束器另一端連接一段用作飽和吸收體的摻雜光纖，摻雜光纖另一端與光纖輸出I禹合器輸入端口連接，輸出I禹合器的一個(gè)輸出端與光纖合束器信號(hào)輸入端連接，形成環(huán)形腔被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，另一個(gè)輸出端口與輸出光纖相連接，激光脈沖由輸出光纖輸出。本發(fā)明所述的泵浦半導(dǎo)體激光器使用一段未被泵浦半導(dǎo)體激光器抽運(yùn)的摻雜光纖作為飽和吸收體，相比于聲光、電光調(diào)制器，真正實(shí)現(xiàn)了全光纖化的被動(dòng)調(diào)Q的脈沖激光輸出，同時(shí)大幅度降低了成本。本發(fā)明所述的摻雜光纖可以是摻雜任何稀土元素的光纖，比如，可以是摻鐿光纖，摻鉺光纖，摻銩光纖，摻欽光纖等等。本發(fā)明所述的摻雜光纖可以是摻雜同一稀土元素的光纖，也可以是摻雜不同元素的光纖，比如可以都是摻鉺光纖；也可以是用摻鉺光纖作為增益介質(zhì)，用一段摻銩光纖作為飽和吸收體。
本發(fā)明所述的摻雜光纖可以是單包層光纖，也可以雙包層光纖。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是使用摻雜光纖作為飽和吸收體實(shí)現(xiàn)了真正全光纖化的被動(dòng)調(diào)Q激光器，相比于使用聲光開光，電光開關(guān)等實(shí)現(xiàn)的主動(dòng)調(diào)Q光纖激光器，成本得到了大幅度降低。


圖I是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)框圖。圖3.被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器輸出的光脈沖波形。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。如圖I所示一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于泵浦半導(dǎo)體激光器(101)的輸出端與光纖合束器(104)的泵浦輸入端相連，一個(gè)高反光纖布拉格光柵(102)與用于飽和吸收體的摻雜光纖(103)相連，摻雜光纖另一端與光纖合束器(104)信號(hào)輸入端相連,光纖合束器(104)信號(hào)輸出端與用作增益介質(zhì)的摻雜光纖(105)焊接到一塊,摻雜光纖(105)另一端焊接到低反射率光纖布拉格光柵(106) —端,低反射率光纖布拉格光柵(106)另一端與輸出光纖(107 )相連接,形成線性腔被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，激光脈沖由輸出光纖(107)輸出。本發(fā)明使用一段未被泵浦半導(dǎo)體激光器抽運(yùn)的摻雜光纖作為飽和吸收體，相比于聲光，電光調(diào)制器，真正實(shí)現(xiàn)了全光纖化的被動(dòng)調(diào)Q的脈沖激光輸出，同時(shí)大幅度降低了成本。所述的摻雜光纖可以是摻雜任何稀土兀素的光纖，比如，可以是摻鐿光纖，摻鉺光纖，摻銩光纖，摻欽光纖等等。用作飽和吸收體和用作增益介質(zhì)的摻雜光纖可以是摻雜同一稀土元素的光纖也可以是摻雜不同元素的光纖，比如可以都是摻鉺光纖；也可以是用摻鉺光纖作為增益介質(zhì)，用一段摻銩光纖作為飽和吸收體。所述的摻雜光纖可以是單包層光纖，也可以雙包層光纖。如圖2所示一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于泵浦半導(dǎo)體激光器(101)的輸出端與光纖合束器(104)的泵浦輸入端相連，光纖合束器(104)輸出端與用作增益介質(zhì)的摻雜光纖(105)焊接在一起,摻雜光纖(105)另一端與一個(gè)光纖隔離器(201)相連,光纖隔離器(201)另一端與另一個(gè)光纖合束器(104)的信號(hào)端口焊接到一塊，光纖合束器(104)另一端連接一段用作飽和吸收體的摻雜光纖(103)，摻雜光纖(103)另一端與光纖輸出f禹合器(202)輸入端口連接,輸出f禹合器(202)的一個(gè)輸出端與光纖合束器信號(hào)輸入端連接，形成環(huán)形腔被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，另一個(gè)輸出端口與輸出光纖(107)相連接，激光脈沖由輸出光纖(107)輸出。本發(fā)明使用一段未被泵浦半導(dǎo)體激光器抽運(yùn)的摻雜光纖作為飽和吸收體，相比于聲光，電光調(diào)制器，真正實(shí)現(xiàn)了全光纖化的被動(dòng)調(diào)Q的脈沖激光輸出，同時(shí)大幅度降低了成本。上述的摻雜光纖可以是摻雜任何稀土兀素的光纖，比如，可以是摻鐿光纖，摻鉺光纖，摻銩光纖，摻欽光纖等等。用作飽和吸收體和增益介質(zhì)的兩種摻雜光纖可以是摻雜同一稀土元素的光纖也可以是摻雜不同元素的光纖，比如可以都是摻鉺光纖；也可以是用摻鉺光纖作為增益介質(zhì)，用一段摻銩光纖作為飽和吸收體。
上述摻雜光纖可以是單包層光纖，也可以雙包層光纖。圖3演示了一個(gè)本發(fā)明所述被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器輸出的光脈沖波形。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是使用摻雜光纖作為飽和吸收體實(shí)現(xiàn)了真正全光纖化的被動(dòng)調(diào)Q激光器。相比于使用聲光開光，電光開關(guān)等實(shí)現(xiàn)的主動(dòng)調(diào)Q光纖激光器，成本得到了大幅度降低。
權(quán)利要求
1.一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于泵浦半導(dǎo)體激光器的輸出端與光纖合束器的泵浦輸入端相連，一個(gè)高反光纖布拉格光柵與用于飽和吸收體的摻雜光纖相連，摻雜光纖另一端與光纖合束器信號(hào)輸入端相連，光纖合束器信號(hào)輸出端與用作增益介質(zhì)的摻雜光纖焊接到一塊，摻雜光纖另一端焊接到低反射率光纖布拉格光柵一端，低反射率光纖布拉格光柵另一端與輸出光纖相連接，形成線性腔被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，激光脈沖由輸 出光纖輸出。
2.一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于泵浦半導(dǎo)體激光器的輸出端與光纖合束器的泵浦輸入端相連，光纖合束器輸出端與用作增益介質(zhì)的摻雜光纖焊接在一起，摻雜光纖另一端與一個(gè)光纖隔離器相連，光纖隔離器另一端與另一個(gè)光纖合束器的信號(hào)端口焊接到一塊，光纖合束器另一端連接一段用作飽和吸收體的摻雜光纖，摻雜光纖另一端與光纖輸出I禹合器輸入端口連接，輸出I禹合器的一個(gè)輸出端與光纖合束器信號(hào)輸入端連接，形成環(huán)形腔被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，另一個(gè)輸出端口與輸出光纖相連接，激光脈沖由輸出光纖輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于泵浦半導(dǎo)體激光器使用一段未被泵浦半導(dǎo)體激光器抽運(yùn)的摻雜光纖作為飽和吸收體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于摻雜光纖是摻鐿光纖、摻鉺光纖、摻銩光纖或摻欽光纖的稀土元素光纖。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于摻雜光纖是摻雜同一稀土元素的光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于是摻雜不同兀素的光纖。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于摻雜光纖是單包層光纖。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，其特征在于為雙包層光纖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用摻雜光纖作為飽和吸收體的被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器?？梢圆捎镁€性腔也可以采用環(huán)形腔。線性腔被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，包括泵浦半導(dǎo)體激光器，光纖合束器(Combiner)，高反射率光纖布拉格光柵(HR-FBG)，用作飽和吸收體的摻雜光纖，用作增益介質(zhì)的摻雜光纖,低反射率光纖布拉格光柵，輸出光纖。環(huán)形腔被動(dòng)調(diào)Q全光纖激光器，包括泵浦半導(dǎo)體激光器，光纖合束器(Combiner)，用作增益介質(zhì)的摻雜光纖,光纖隔離器，用作飽和吸收體的摻雜光纖，光纖輸出耦合器，輸出光纖，發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了全光纖化的被動(dòng)調(diào)Q激光器，使用摻雜光纖作為飽和吸收體，相比于聲光調(diào)制器，電光調(diào)制器等調(diào)Q器件，真正實(shí)現(xiàn)了全光纖化，而且成本得以大幅降低。
文檔編號(hào)H01S3/16GK102904153SQ20121045611
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者史偉, 房強(qiáng) 申請(qǐng)人:山東海富光子科技股份有限公司