1018nm光纤激光振荡器以及级联泵浦激光器

本技术属于光纤激光器，尤其是一种1018nm光纤激光振荡器以及级联泵浦激光器。

背景技术：

1、高功率光纤激光器由于其结构紧凑、高亮度、可柔性传输等优势，在工业、国防等领域得到了广泛应用。

2、如图1所示，现有的光纤激光振荡器一般是将n路中低功率半导体泵浦激光器1输出的多路泵浦激光通过n×1泵浦合束器2合束后，注入到由高反射率光纤光栅3、掺镱光纤4、低反射率光纤光栅5构成的谐振腔中，输出的激光后经包层光剥离器6后输出。由于泵浦激光的na通过n×1泵浦合束器后将发生明显退化，将导致振荡器效率下降。而光纤激光振荡器中各个器件的插入损耗、光纤之间熔接损耗，进一步降低了激光器效率。由于器件数量多，不利于实现光纤激光振荡器结构紧凑化。

3、以1018nm光纤激光振荡器为例，使用1018nm光纤激光振荡器作为泵浦源，对掺镱光纤进行级联泵浦，是实现万瓦级高功率、高亮度光纤激光的主要技术手段之一。级联泵浦首先使用电驱动的半导体激光器泵浦掺镱光纤产生1018nm光纤激光，再以多台1018nm光纤激光作为泵浦激光，二次泵浦实现目标波段激光高功率输出。由于包含两次能量转换过程，级联泵浦激光器的系统结构相对复杂，研制成本高，总体电光转换效率低于半导体直接泵浦的高功率光纤激光器，限制了级联泵浦技术方案在高功率光纤激光器中的广泛应用。解决上述问题的关键是获得紧凑、高效率、低成本的1018nm光纤激光。如采用图1所示结构的1018nm掺镱光纤激光振荡器，由于镱离子在1030nm-1040nm附近具有更强的自发辐射(ase)能力，输出1018nm激光面临增益竞争，极易产生寄生振荡，严重影响激光振荡器稳定性。为抑制ase和寄生振荡，一般采用缩短掺镱光纤长度方式，这导致了掺镱光纤对泵浦激光吸收不充分，1018nm光纤激光振荡器整体光光转换效率偏低。此外，由于泵浦激光的na通过n×1泵浦合束器后将发生明显退化，将导致振荡器效率下降。而光纤激光振荡器中各个器件的插入损耗、光纤之间熔接损耗，进一步降低了激光器效率。上述受限因素使得基于目前结构的1018nm掺镱光纤激光振荡器效率提升困难。同时由于1018nm光纤激光振荡器的器件数量多，应用于级联泵浦激光器时还存在结构复杂，体积庞大的问题。因此，从光纤激光振荡器其自身的系统结构设计入手，提出低成本、高效率、紧凑型光纤激光振荡器新方案具有重要的科学价值和迫切的应用需求。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本实用新型提出了一种1018nm光纤激光振荡器以及级联泵浦激光器，具有结构紧凑、成本低、效率高等优势，可用作级联泵浦系统泵浦源。

2、为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案是：

3、一方面，本实用新型提供一种1018nm光纤激光振荡器，包括泵浦源、高反射率光纤光栅、增益光纤、低反射率光纤光栅、包层光剥离器，所述泵浦源的工作波长为976nm，所述增益光纤为掺镱光纤；

4、所述泵浦源有一个，泵浦源的输出尾纤为无源双包层光纤，所述泵浦源的输出尾纤纤芯中设有高反射率光纤光栅，形成泵浦源-高反射率光纤光栅一体化器件；

5、所述低反射率光纤光栅设置在一根无源双包层光纤的纤芯中，所述低反射率光纤光栅的输出尾纤上设置包层光剥离器，形成低反射率光纤光栅-包层光剥离器一体化器件；

6、所述增益光纤的输入端与泵浦源-高反射率光纤光栅一体化器件的输出端通过熔接点相连接，所述增益光纤的输出端通过熔接点与低反射率光纤光栅-包层光剥离器一体化器件的输入端连接。

7、另一方面，提供一种级联泵浦激光器，包括多个泵浦源，所述泵浦源采用前述提供的1018nm光纤激光振荡器。

8、相对于现有技术，本实用新型能够产生的有益技术效果是：

9、本实用新型使用泵浦源-高反射率光纤光栅一体化器件、低反射率光纤光栅-包层光剥离器一体化器件等2个一体化集成器件，替代原有1018nm光纤激光振荡器光路结构中的多个泵浦源、泵浦合束器、高反射率光纤光栅、低反射率光纤光栅、包层光剥离器等多个器件。一方面1018nm光纤激光振荡器中器件数量减少，结构更加紧凑。另一方面减少了1018nm光纤激光振荡器中器件插入损耗和熔接损耗，提升了光纤激光振荡器整体光光转换效率。

10、此外，本实用新型实现了1018nm光纤激光振荡器，其集成度高，稳定性好，便于后期维护。

技术特征：

1.1018nm光纤激光振荡器，其特征在于，包括泵浦源、高反射率光纤光栅、增益光纤、低反射率光纤光栅、包层光剥离器，所述泵浦源的工作波长为976nm，所述增益光纤为掺镱光纤；

2.根据权利要求1所述的1018nm光纤激光振荡器，其特征在于，所述泵浦源为一个工作波长为976nm的半导体激光器。

3.根据权利要求2所述的1018nm光纤激光振荡器，其特征在于，所述增益光纤为掺镱双包层光纤。

4.根据权利要求3所述的1018nm光纤激光振荡器，其特征在于，所述高反射率光纤光栅工作波长为1018nm，低反射率光纤光栅工作波长为1018nm。

5.根据权利要求1至权利要求4中任一项权利要求所述的1018nm光纤激光振荡器，其特征在于，所述高反射率光纤光栅在工作波长的反射率大于99％。

6.根据权利要求5所述的1018nm光纤激光振荡器，其特征在于，所述低反射率光纤光栅在工作波长的反射率介于10％至30％之间。

7.根据权利要求1所述的1018nm光纤激光振荡器，其特征在于，所述泵浦源为锁定波长半导体激光器。

8.根据权利要求1所述的1018nm光纤激光振荡器，其特征在于，所述泵浦源为非锁定波长半导体激光器。

9.根据权利要求1所述的1018nm光纤激光振荡器，其特征在于，所述泵浦源的输出功率大于250w。

10.级联泵浦激光器，其特征在于，包括多个泵浦源，所述泵浦源采用如权利要求1所述的1018nm光纤激光振荡器。

技术总结本技术提出一种1018nm光纤激光振荡器以及级联泵浦激光器，976nm泵浦源有一个，泵浦源的输出尾纤为无源双包层光纤，泵浦源的输出尾纤纤芯中设有高反射率光纤光栅，形成泵浦源‑高反射率光纤光栅一体化器件；低反射率光纤光栅的输出尾纤上设置包层光剥离器，形成低反射率光纤光栅‑包层光剥离器一体化器件；掺镱光纤的输入端与泵浦源‑高反射率光纤光栅一体化器件的输出端通过熔接点相连接，掺镱光纤的输出端通过熔接点与低反射率光纤光栅‑包层光剥离器一体化器件的输入端连接。如此，1018nm光纤激光振荡器中器件数量减少，结构更加紧凑，另一方面减少了器件插入损耗和熔接损耗，提升了1018nm光纤激光振荡器整体光光转换效率。技术研发人员：王泽锋,肖虎,马鹏飞,陈子伦,王小林,王蒙,杨保来,奚小明,李智贤,刘伟,杨林永,周智越,陈金宝受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学技术研发日：20231226技术公布日：2024/7/25