專利名稱：一種強(qiáng)激光光纖光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供了一種強(qiáng)激光光纖光源，屬于光纖技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及激光光纖光源。
背景技術(shù)：
光纖激光光源普遍應(yīng)用在激光光纖通訊、激光空間遠(yuǎn)距通訊、工業(yè)造船、汽車制造、激光雕刻、激光打標(biāo)、激光切割、金屬非金屬鉆孔/切割/焊接、軍事國防安全、醫(yī)療器械儀器設(shè)備、大型基礎(chǔ)建設(shè)等領(lǐng)域。但隨著激光功率需求的進(jìn)一步提高，光纖激光器的功率的提高需要更高的成本，且不穩(wěn)定；若是采用微透鏡聚焦的辦法來提高激光脈沖功率，則在強(qiáng)激光照射下，聚焦微透鏡及其容易損壞且焦點(diǎn)光斑較大，不利于進(jìn)一步耦合到光纖或做其他應(yīng)用。利用強(qiáng)激光在高非線性介質(zhì)中的聚焦效應(yīng)，采用液芯為高非線性系數(shù)的克爾介質(zhì)的液芯光纖進(jìn)行強(qiáng)激光的聚焦，相比聚焦微透鏡或透鏡組或采用直接提高光纖激光器的功率，具有成本低，聚焦光斑小，激光光纖輸出等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)激光光纖光源。光纖激光器發(fā)出的激光通過普通石英光纖傳輸，進(jìn)入液芯光纖，液芯光纖中的液體為高非線性系數(shù)液體，利用強(qiáng)激光在高非線性介質(zhì)中的聚焦效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)激光的聚焦，聚焦后的強(qiáng)激光從液芯光纖中射出。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、光源出射強(qiáng)度高等特點(diǎn)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種強(qiáng)激光光纖光源，由光纖激光器1，石英光纖2，光纖連接器3和液芯光纖4構(gòu)成；液芯光纖與石英光纖通過光纖連接器連接，光纖激光器發(fā)出的激光通過普通石英光纖傳輸，進(jìn)入液芯光纖，液芯光纖中的液體為高非線性系數(shù)液體，利用強(qiáng)激光在高非線性介質(zhì)中的聚焦效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)激光的聚焦，聚焦后的強(qiáng)激光從液芯光纖中射出。所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于從液芯光纖中出射的激光波長與從光纖激光器中發(fā)出的激光波長一致。所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于光纖激光器為脈沖型的光纖激光器。所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于石英光纖是單模石英光纖。所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于液芯光纖的包層材料為石英或者是聚合物，纖芯材料為非線性系數(shù)范圍為1. OX IO-11 LOXKTltlesu的液體。所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于液芯光纖的長度為0. 1 lm，液芯光纖的芯徑范圍為8 100微米，液芯光纖的包層尺寸為100 300微米。所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于液芯光纖的一端通過光纖連接器與石英光纖連接在一起，一端為透明石英截面。本發(fā)明的工作原理是從光纖激光器出射的激光通過石英光纖耦合進(jìn)入到液芯光纖中，由于液芯光纖中高非線性系數(shù)液體的非線性效應(yīng)，當(dāng)激光強(qiáng)度在一定的閾值之上時(shí)， 激光發(fā)生聚焦，從液芯光纖端面出射。


圖1為本發(fā)明的一種強(qiáng)激光光纖光源示意圖；圖2為本發(fā)明的液芯光纖長度為0. Im時(shí)激光聚焦傳輸三維光譜圖；圖3為本發(fā)明的初始入射激光和從液芯光纖出射激光光譜對比圖；圖4為本發(fā)明的液芯光纖長度為0. 08m時(shí)激光聚焦傳輸三維光譜圖；圖5為本發(fā)明的液芯光纖長度為0. 2m時(shí)激光聚焦傳輸三維光譜圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施實(shí)例1 參見附圖1，一種強(qiáng)激光光纖光源，由光纖激光器1，石英光纖2，光纖連接器3和液芯光纖4構(gòu)成；光纖激光器為法國Keopsys大功率拉曼光纖激光器，激光中心波長為1480nm，輸出功率為40mW，液芯光纖的包層為石英，液芯光纖的長度為0. lm，液芯光纖的包層厚度為100微米，纖芯直徑為25微米，液芯光纖中的液芯為液體，其線性折射率為和非線性系數(shù)分別為nQ= 1.62，n2 = 1.3 X KT11esut5此時(shí)(: 的折射率滿足方程(1)，η = n0+n21A |2(1)其中A為入射激光的振幅，它與激光強(qiáng)度的關(guān)系為ι = IAl20可以看出，CS2的折射率隨著激光強(qiáng)度的增大而增大。圖2所示的是激光聚焦傳輸三維光譜圖，當(dāng)入射的初始激光強(qiáng)度為40mW時(shí)，在傳輸過程中可以實(shí)現(xiàn)激光光束在液芯光纖中的聚焦，當(dāng)傳輸距離達(dá)到0. 1米左右時(shí)，激光實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)烈的聚焦效應(yīng)，激光聚焦后的強(qiáng)度最高可以達(dá)到150mW，出射的激光中心波長仍然為1480nm。圖3所示的是初始入射激光和從液芯光纖出射激光光譜對比圖，在歸一化強(qiáng)度坐標(biāo)下，出射的激光強(qiáng)度約為入射激光強(qiáng)度的3. 75倍，出射的激光中心波長不變，仍然為1480nm。實(shí)施實(shí)例2 光纖激光器為法國Keopsys大功率拉曼光纖激光器，激光中心波長為 1480nm，輸出功率為30mW ；液芯光纖的包層為石英，液芯光纖的長度為0. 08m，液芯光纖的包層厚度為100微米，纖芯直徑為25微米，液芯光纖中的液芯為液體；圖4所示的是激光聚焦傳輸三維光譜圖，當(dāng)入射的初始激光強(qiáng)度為30mW時(shí)，在傳輸過程中可以實(shí)現(xiàn)激光光束在液芯光纖中的聚焦，當(dāng)傳輸距離達(dá)到0. 08米左右時(shí)，激光實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)烈的聚焦效應(yīng)，激光聚焦后的強(qiáng)度最高可以達(dá)到78mW，出射的激光中心波長仍然為1480nm，出射的激光強(qiáng)度約為入射激光強(qiáng)度的2. 6倍。實(shí)施實(shí)例3 光纖激光器為法國Keopsys大功率拉曼光纖激光器，激光中心波長為 1480nm，輸出功率為20mW ；液芯光纖的包層為石英，液芯光纖的長度為0. 2m，液芯光纖的包層厚度為100微米，纖芯直徑為25微米，液芯光纖中的液芯為CCl4液體，圖5所示的是激光聚焦傳輸三維光譜圖，當(dāng)入射的初始激光強(qiáng)度為20mW時(shí)，在傳輸過程中可以實(shí)現(xiàn)激光光束在液芯光纖中的聚焦，當(dāng)傳輸距離達(dá)到0. 2米左右時(shí)，激光實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)烈的聚焦效應(yīng)，激光聚焦后的強(qiáng)度最高可以達(dá)到50mW，出射的激光中心波長仍然為1480nm，出射的激光強(qiáng)度約為入射激光強(qiáng)度的2倍。
權(quán)利要求
1.一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征為由光纖激光器1，石英光纖2，光纖連接器3和液芯光纖4構(gòu)成；液芯光纖與石英光纖通過光纖連接器連接，光纖激光器發(fā)出的激光通過普通石英光纖傳輸，進(jìn)入液芯光纖，液芯光纖中的液體為高非線性系數(shù)液體，利用強(qiáng)激光在高非線性介質(zhì)中的聚焦效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)激光的聚焦，聚焦后的強(qiáng)激光從液芯光纖中射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于從液芯光纖中出射的激光波長與從光纖激光器中發(fā)出的激光波長一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于光纖激光器為脈沖型的光纖激光器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于石英光纖是單模石英光纖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于液芯光纖的包層材料為石英或者是聚合物，纖芯材料為非線性系數(shù)范圍為1. OX 10_"1. OXKTltlesu的液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于液芯光纖的長度為 0. 1 lm，液芯光纖的芯徑范圍為8 100微米，液芯光纖的包層尺寸為100 300微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)激光光纖光源，其特征在于液芯光纖的一端通過光纖連接器與石英光纖連接在一起，一端為透明石英截面。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種強(qiáng)激光光纖光源，屬于光纖技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及激光光纖光源；解決的技術(shù)問題是利用液芯光纖中的激光聚焦效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)光纖激光器發(fā)出的激光在液芯光線中聚焦出射，提供一種強(qiáng)激光光纖光源；其特征為由光纖激光器1，石英光纖2，光纖連接器3和液芯光纖4構(gòu)成；液芯光纖與石英光纖通過光纖連接器連接，光纖激光器發(fā)出的激光通過普通石英光纖傳輸，進(jìn)入液芯光纖，液芯光纖中的液體為高非線性系數(shù)液體，利用強(qiáng)激光在高非線性介質(zhì)中的聚焦效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)激光的聚焦，聚焦后的強(qiáng)激光從液芯光纖中射出，該光源適合各種要求高功率光纖光源的需求。
文檔編號H01S3/107GK102324688SQ20111021393
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者侯強(qiáng)龍, 李可, 沈常宇 申請人:中國計(jì)量學(xué)院