專利名稱：環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定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，適用于工業(yè)切割、軍事等要求激光輸出功率高且光束質(zhì)量好的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
激光器從問世之日起就廣受關(guān)注，近年來高功率激光器的研究進(jìn)展迅猛。目前，大功率的光纖激光器被廣泛應(yīng)用于精密焊接和切割等工業(yè)領(lǐng)域中，并在軍事領(lǐng)域呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。近年來，光纖激光器的輸出功率快速提升，多種提高激光輸出功率的方法已經(jīng)被提出。
首先，基于包層抽運(yùn)技術(shù)的光纖激光器以其光束質(zhì)量好、轉(zhuǎn)換效率高以及結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)吸引了人們的廣泛關(guān)注。2004年光纖激光器的單纖輸出功率達(dá)到千瓦量級(jí)，2009 年IPG公司報(bào)道已實(shí)現(xiàn)了單纖萬瓦的單模激光輸出。但隨著功率的增加，SBS、SRS和FWM 等各種非線性效應(yīng)使得光束質(zhì)量嚴(yán)重降低，并且成為進(jìn)一步增加激光功率的巨大障礙。大模場面積(LMA)光纖的提出成為一種可行的方法，在保持光功率密度不變的情況下，增大光纖半徑可以有效增加光纖所能承載的光功率，為大功率光纖激光器的制備提供了必要的前提。但由于光纖半徑增加幅度有限，過大的光纖半徑使得模場變的復(fù)雜，光束質(zhì)量得不到保證，因此該方法能夠解決的問題受到光纖尺寸的限制。
另一種方法為主控振蕩器的功率放大器(MOPA)，這種方法可以有效增加激光器功率，而且輸出激光的質(zhì)量很高，但同樣受到單根光纖光功率承載能力的限制。
相比之下，多路光纖激光的合束成為一種實(shí)現(xiàn)大功率激光輸出的更為有效的方法。為了增加輸出功率的同時(shí)在一定程度上保證輸出激光的光束質(zhì)量，相干組束技術(shù)成為首選，相干組束又分為主動(dòng)相位鎖定和被動(dòng)相位鎖定。主動(dòng)相位鎖定需要較為復(fù)雜的外部調(diào)相器件，而且穩(wěn)定性較差，相比之下，被動(dòng)相位鎖定不需要復(fù)雜的調(diào)相設(shè)備，完全依靠激光器自身的設(shè)備被動(dòng)調(diào)整各路激光相位，達(dá)到各路激光同相位的目的，效率和穩(wěn)定性都較尚ο
但就目前已有被動(dòng)相位鎖定的實(shí)現(xiàn)方法而言，輸出激光的頻帶寬，繼續(xù)增加光路數(shù)量會(huì)大大增加整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜程度，因而輸出功率難以有效提升；要求有多到多的光纖耦合器，而這樣的光纖耦合器制作難度很大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是
目前被動(dòng)相位鎖定激光器輸出激光的頻帶寬，繼續(xù)增加光路數(shù)量會(huì)大大增加整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜程度，因而輸出功率難以有效提升；要求有多到多的光纖耦合器，而這樣的光纖耦合器制作難度很大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
本發(fā)明的技術(shù)方案
環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器，該激光器包括第一至第N有源單模光纖，第一至第N波分復(fù)用器，第一至第N單模光纖，第一至第N光纖光柵，第一至第N泵浦源和第一至第N耦合器。
第一波分復(fù)用器的第一端口與第一泵浦源連接，第一波分復(fù)用器的第二端口與第一光纖光柵的一端連接，第一波分復(fù)用器的第三端口與第一有源單模光纖的一端連接，第一有源單模光纖的另一端與第一耦合器的第一端口連接，第一耦合器的第二端口與第N光纖光柵的一端連接，第一耦合器的第三端口與第一單模光纖的一端連接。
第二波分復(fù)用器的第一端口與第二泵浦源連接，第二波分復(fù)用器的第二端口與第二光纖光柵的一端連接，第二波分復(fù)用器的第三端口與第二有源單模光纖的一端連接，第二有源單模光纖的另一端與第二耦合器的第一端口連接，第二耦合器的第二端口與第一光纖光柵的另一端連接，第二耦合器的第三端口與第二單模光纖的一端連接。
第三波分復(fù)用器的第一端口與第三泵浦源連接，第三波分復(fù)用器的第二端口與第三光纖光柵的一端連接，第三波分復(fù)用器的第三端口與第三有源單模光纖的一端連接，第三有源單模光纖的另一端與第三耦合器的第一端口連接，第三耦合器的第二端口與第二光纖光柵的另一端連接，第三耦合器的第三端口與第三單模光纖的一端連接。
第四波分復(fù)用器的第一端口與第四泵浦源連接，第四波分復(fù)用器的第二端口與第四光纖光柵的一端連接，第四波分復(fù)用器的第三端口與第四有源單模光纖的一端連接，第四有源單模光纖的另一端與第四耦合器的第一端口連接，第四耦合器的第二端口與第三光纖光柵的另一端連接，第四耦合器的第三端口與第四單模光纖的一端連接。
第五波分復(fù)用器的第一端口與第五泵浦源連接，第五波分復(fù)用器的第三端口與第五有源單模光纖的一端連接，第五有源單模光纖的另一端與第五耦合器的第一端口連接， 第五耦合器的第二端口與第四光纖光柵的另一端連接，第五耦合器的第三端口與第五單模光纖的一端連接，第五波分復(fù)用器的第二端口與第五光纖光柵的一端連接……第N波分復(fù)用器的第一端口與第N泵浦源連接，第N波分復(fù)用器的第二端口與第N光纖光柵的另一端連接，第N波分復(fù)用器的第三端口與第N有源單模光纖的一端連接，第N有源單模光纖的另一端與第N耦合器的第一端口連接，第N耦合器的第三端口與第N單模光纖的一端連接。
激光分別從第一至第N單模光纖的另一端輸出。
N=I 100 的整數(shù)。
所述的第一至第N單模光纖的另一端端面位于同一平面內(nèi)，端面的排布形狀為一字形、六角形、矩形或三角形。
所述的第一至第N有源單模光纖的纖芯中均摻雜稀土離子，包括鉺離子、釹離子或鐿離子。
本發(fā)明和已有技術(shù)相比所具有的有益效果
本發(fā)明利用環(huán)形腔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多段有源光纖的連接，相鄰有源光纖之間的光纖光柵對不同頻率的激光的反射與透射率不同，因而對不同頻率的激光信號(hào)的增益程度不同，只有與光纖光柵光譜特性相近的頻段能夠被放大并產(chǎn)生激光輸出，通過有源光纖將各光纖光柵串聯(lián)起來，使得能夠在整個(gè)線性腔中傳輸?shù)募す忸l帶更窄，更有得于激光的相干。通過單模光纖將各段激光信號(hào)導(dǎo)出合束，輸出激光信號(hào)的光束質(zhì)量更好，簡單的增加有源光纖的段數(shù)和輸出端口數(shù)就可以增加激光器的輸出功率，結(jié)構(gòu)簡單，輸出功率大。


圖1為N個(gè)輸出端的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器。
圖2為N個(gè)輸出端的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器輸出端單模光纖端面排布形狀。
圖3為三個(gè)輸出端的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器。
圖4為三個(gè)輸出端的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器輸出端單模光纖端面排布形狀。
圖5為四個(gè)輸出端的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器。
圖6為四個(gè)輸出端的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器輸出端單模光纖端面排布形狀。
圖7為七個(gè)輸出端的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器。
圖8為七個(gè)輸出端的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器輸出端單模光纖端面排布形狀。
圖9為一百個(gè)輸出端的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器。
圖10為一百個(gè)輸出端的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器輸出端單模光纖端面排布形狀。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
實(shí)施方式一(N個(gè))
環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器，如圖1、2所示，該激光器包括第一至第N有源單模光纖11、12、13、14、15、……UN,第一至第N波分復(fù)用器，第一至第N單模光纖31、32、33、 34、35、……、3N，第一至第N光纖光柵41、42、43、44、45、……、4N，第一至第N泵浦源51、 52、53、54、55、......、5N和第一至第N耦合器。
第一波分復(fù)用器的第一端口 211與第一泵浦源51連接，第一波分復(fù)用器的第二端口 212與第一光纖光柵41的一端連接，第一波分復(fù)用器的第三端口 213與第一有源單模光纖11的一端連接，第一有源單模光纖11的另一端與第一耦合器的第一端口 611連接，第一耦合器的第二端口 612與第N光纖光柵4N的一端連接，第一耦合器的第三端口 613與第一單模光纖31的一端連接。
第二波分復(fù)用器的第一端口 221與第二泵浦源52連接，第二波分復(fù)用器的第二端口 222與第二光纖光柵42的一端連接，第二波分復(fù)用器的第三端口 223與第二有源單模光纖12的一端連接，第二有源單模光纖12的另一端與第二耦合器的第一端口 621連接，第二耦合器的第二端口 622與第一光纖光柵41的另一端連接，第二耦合器的第三端口 623與第二單模光纖32的一端連接。
第三波分復(fù)用器的第一端口 231與第三泵浦源53連接，第三波分復(fù)用器的第二端口 232與第三光纖光柵43的一端連接，第三波分復(fù)用器的第三端口 233與第三有源單模光纖13的一端連接，第三有源單模光纖13的另一端與第三耦合器的第一端口 631連接，第三耦合器的第二端口 632與第二光纖光柵42的另一端連接，第三耦合器的第三端口 633與第三單模光纖33的一端連接。
第四波分復(fù)用器的第一端口 241與第四泵浦源M連接，第四波分復(fù)用器的第二端口 242與第四光纖光柵44的一端連接，第四波分復(fù)用器的第三端口 243與第四有源單模光纖14的一端連接，第四有源單模光纖14的另一端與第四耦合器的第一端口 641連接，第四耦合器的第二端口 642與第三光纖光柵43的另一端連接，第四耦合器的第三端口 643與第四單模光纖34的一端連接。
第五波分復(fù)用器的第一端口 251與第五泵浦源55連接，第五波分復(fù)用器的第三端口 253與第五有源單模光纖15的一端連接，第五有源單模光纖15的另一端與第五耦合器的第一端口 651連接，第五耦合器的第二端口 652與第四光纖光柵44的另一端連接，第五耦合器的第三端口 653與第五單模光纖35的一端連接，第五波分復(fù)用器的第二端口 252與第五光纖光柵45的一端連接……第N波分復(fù)用器的第一端口 2附與第N泵浦源5N連接， 第N波分復(fù)用器的第二端口 2N2與第N光纖光柵4N的另一端連接，第N波分復(fù)用器的第三端口 2N3與第N有源單模光纖IN的一端連接，第N有源單模光纖IN的另一端與第N耦合器的第一端口 6附連接，第N耦合器的第三端口 6N3與第N單模光纖3N的一端連接。
激光分別從第一至第N單模光纖31、32、33、34、35、……、3N的另一端輸出。
N=I 100 的整數(shù)。
所述的第一至第N單模光纖31、32、33、；34、35、……、3N的另一端端面位于同一平面內(nèi)，端面的排布形狀為一字形。
所述的第一至第N有源單模光纖11、12、13、14、15、……、IN的纖芯中均摻雜釹離子。
實(shí)施方式二(N = 3)
環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器，如圖3、4所示，該激光器包括第一至第三有源單模光纖11、12、13，第一至第三波分復(fù)用器，第一至第三單模光纖31、32、33，第一至第三光纖光柵41、42、43，第一至第三泵浦源51、52、53和第一至第三耦合器。
第一波分復(fù)用器的第一端口 211與第一泵浦源51連接，第一波分復(fù)用器的第二端口 212與第一光纖光柵41的一端連接，第一波分復(fù)用器的第三端口 213與第一有源單模光纖11的一端連接，第一有源單模光纖11的另一端與第一耦合器的第一端口 611連接，第一耦合器的第二端口 612與第二光纖光柵42的一端連接，第一耦合器的第三端口 613與第一單模光纖31的一端連接。
第二波分復(fù)用器的第一端口 221與第二泵浦源52連接，第二波分復(fù)用器的第二端口 222與第二光纖光柵42的另一端連接，第二波分復(fù)用器的第三端口 223與第二有源單模光纖12的一端連接，第二有源單模光纖12的另一端與第二耦合器的第一端口 621連接，第二耦合器的第二端口 622與第三光纖光柵43的一端連接，第二耦合器的第三端口 623與第二單模光纖32的一端連接。
第三波分復(fù)用器的第一端口 231與第三泵浦源53連接，第三波分復(fù)用器的第二端口 232與第一光纖光柵41的另一端連接，第三波分復(fù)用器的第三端口 233與第三有源單模光纖13的一端連接，第三有源單模光纖13的另一端與第三耦合器的第一端口 631連接，第三耦合器的第二端口 632與第三光纖光柵43的另一端連接，第三耦合器的第三端口 633與第三單模光纖33的一端連接。
所述的激光信號(hào)分別從第一至第三單模光纖31、32、33的另一端輸出，第一至第7三單模光纖31、32、33的另一端端面位于同一平面內(nèi)，端面的排布形狀為三角形。
所述的第一至第三有源單模光纖11、12、13的纖芯中均摻雜鉺離子。
實(shí)施方式三(N = 4)
環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器，如圖5、6所示，該激光器包括第一至第四有源單模光纖11、12、13、14，第一至第四波分復(fù)用器，第一至第四單模光纖31、32、33、34，第一至第四光纖光柵41、42、43、44，第一至第四泵浦源51、52、53、M和第一至第四耦合器。
第一波分復(fù)用器的第一端口 211與第一泵浦源51連接，第一波分復(fù)用器的第二端口 212與第一光纖光柵41的一端連接，第一波分復(fù)用器的第三端口 213與第一有源單模光纖11的一端連接，第一有源單模光纖11的另一端與第一耦合器的第一端口 611連接，第一耦合器的第二端口 612與第四光纖光柵44的一端連接，第一耦合器的第三端口 613與第一單模光纖31的一端連接。
第二波分復(fù)用器的第一端口 221與第二泵浦源52連接，第二波分復(fù)用器的第二端口 222與第二光纖光柵42的一端連接，第二波分復(fù)用器的第三端口 223與第二有源單模光纖12的一端連接，第二有源單模光纖12的另一端與第二耦合器的第一端口 621連接，第二耦合器的第二端口 622與第一光纖光柵41的另一端連接，第二耦合器的第三端口 623與第二單模光纖32的一端連接。
第三波分復(fù)用器的第一端口 231與第三泵浦源53連接，第三波分復(fù)用器的第二端口 232與第三光纖光柵43的一端連接，第三波分復(fù)用器的第三端口 233與第三有源單模光纖13的一端連接，第三有源單模光纖13的另一端與第三耦合器的第一端口 631連接，第三耦合器的第二端口 632與第二光纖光柵42的另一端連接，第三耦合器的第三端口 633與第三單模光纖33的一端連接。
第四波分復(fù)用器的第一端口 241與第四泵浦源M連接，第四波分復(fù)用器的第二端口 242與第四光纖光柵44的另一端連接，第四波分復(fù)用器的第三端口 243與第四有源單模光纖14的一端連接，第四有源單模光纖14的另一端與第四耦合器的第一端口 641連接，第四耦合器的第二端口 642與第三光纖光柵43的另一端連接，第四耦合器的第三端口 643與第四單模光纖34的一端連接。
所述的激光信號(hào)分別從第一至第四單模光纖31、32、33、34的另一端輸出，第一至第四單模光纖31、32、33、34的另一端端面位于同一平面內(nèi)，端面的排布形狀為矩形。
所述的第一至第四有源單模光纖11、12、13、14的纖芯中均摻雜釹離子。
實(shí)施方式四(N = 7)
環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器，如圖7、8所示，該激光器包括第一至第七有源單模光纖11、12、13、14、15、16、17，第一至第七波分復(fù)用器，第一至第七單模光纖31、32、 33、；34、35、36、37，第一至第七光纖光柵41、42、43、44、45、46、47，第一至第七泵浦源51、52、 53、54、55、56、57和第一至第七耦合器。
第一波分復(fù)用器的第一端口 211與第一泵浦源51連接，第一波分復(fù)用器的第二端口 212與第一光纖光柵41的一端連接，第一波分復(fù)用器的第三端口 213與第一有源單模光纖11的一端連接，第一有源單模光纖11的另一端與第一耦合器的第一端口 611連接，第一耦合器的第二端口 612與第七光纖光柵47的一端連接，第一耦合器的第三端口 613與第一單模光纖31的一端連接。
第二波分復(fù)用器的第一端口 221與第二泵浦源52連接，第二波分復(fù)用器的第二端口 222與第二光纖光柵42的一端連接，第二波分復(fù)用器的第三端口 223與第二有源單模光纖12的一端連接，第二有源單模光纖12的另一端與第二耦合器的第一端口 621連接，第二耦合器的第二端口 622與第一光纖光柵41的另一端連接，第二耦合器的第三端口 623與第二單模光纖32的一端連接。
第三波分復(fù)用器的第一端口 231與第三泵浦源53連接，第三波分復(fù)用器的第二端口 232與第三光纖光柵43的一端連接，第三波分復(fù)用器的第三端口 233與第三有源單模光纖13的一端連接，第三有源單模光纖13的另一端與第三耦合器的第一端口 631連接，第三耦合器的第二端口 632與第二光纖光柵42的另一端連接，第三耦合器的第三端口 633與第三單模光纖33的一端連接。
第四波分復(fù)用器的第一端口 241與第四泵浦源M連接，第四波分復(fù)用器的第二端口 242與第四光纖光柵44的一端連接，第四波分復(fù)用器的第三端口 243與第四有源單模光纖14的一端連接，第四有源單模光纖14的另一端與第四耦合器的第一端口 641連接，第四耦合器的第二端口 642與第三光纖光柵43的另一端連接，第四耦合器的第三端口 643與第四單模光纖34的一端連接。
第五波分復(fù)用器的第一端口 251與第五泵浦源55連接，第五波分復(fù)用器的第二端口 252與第五光纖光柵45的一端連接，第五波分復(fù)用器的第三端口 253與第五有源單模光纖15的一端連接，第五有源單模光纖15的另一端與第五耦合器的第一端口 651連接，第五耦合器的第二端口 652與第四光纖光柵44的另一端連接，第五耦合器的第三端口 653與第五單模光纖35的一端連接。
第六波分復(fù)用器的第一端口 261與第六泵浦源56連接，第六波分復(fù)用器的第二端口 262與第六光纖光柵46的一端連接，第六波分復(fù)用器的第三端口 263與第六有源單模光纖16的一端連接，第六有源單模光纖16的另一端與第六耦合器的第一端口 661連接，第六耦合器的第二端口 662與第五光纖光柵45的另一端連接，第六耦合器的第三端口 663與第六單模光纖36的一端連接。
第七波分復(fù)用器的第一端口 271與第七泵浦源57連接，第七波分復(fù)用器的第二端口 272與第七光纖光柵47的另一端連接，第七波分復(fù)用器的第三端口 273與第七有源單模光纖17的一端連接，第七有源單模光纖17的另一端與第七耦合器的第一端口 671連接，第七耦合器的第二端口 672與第六光纖光柵46的另一端連接，第七耦合器的第三端口 673與第七單模光纖37的一端連接。
所述的激光信號(hào)分別從第一至第七單模光纖31、32、33、34、35、36、37的另一端輸出，第一至第七單模光纖31、32、33、34、35、36、37的另一端端面位于同一平面內(nèi)，端面的排布形狀為六角形。
所述的第一至第七有源單模光纖11、12、13、14、15、16、17的纖芯中均摻雜鐿離子。
實(shí)施方式五(N = 100)
環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器，如圖9、10所示，該激光器包括第一至第一百有源單模光纖11、12、13、14、15、……、1100，第一至第一百波分復(fù)用器，第一至第一百單模光纖 31、32、33、34、35、......、3100，第一至第一百光纖光柵 41、42、43、44、45、......、4100，第一至第一百泵浦源51、52、53、54、55、……、5100和第一至第一百耦合器。
第一波分復(fù)用器的第一端口 211與第一泵浦源51連接，第一波分復(fù)用器的第二端口 212與第一光纖光柵41的一端連接，第一波分復(fù)用器的第三端口 213與第一有源單模光纖11的一端連接，第一有源單模光纖11的另一端與第一耦合器的第一端口 611連接，第一耦合器的第二端口 612與第一百光纖光柵4100的一端連接，第一耦合器的第三端口 613與第一單模光纖31的一端連接。
第二波分復(fù)用器的第一端口 221與第二泵浦源52連接，第二波分復(fù)用器的第二端口 222與第二光纖光柵42的一端連接，第二波分復(fù)用器的第三端口 223與第二有源單模光纖12的一端連接，第二有源單模光纖12的另一端與第二耦合器的第一端口 621連接，第二耦合器的第二端口 622與第一光纖光柵41的另一端連接，第二耦合器的第三端口 623與第二單模光纖32的一端連接。
第三波分復(fù)用器的第一端口 231與第三泵浦源53連接，第三波分復(fù)用器的第二端口 232與第三光纖光柵43的一端連接，第三波分復(fù)用器的第三端口 233與第三有源單模光纖13的一端連接，第三有源單模光纖13的另一端與第三耦合器的第一端口 631連接，第三耦合器的第二端口 632與第二光纖光柵42的另一端連接，第三耦合器的第三端口 633與第三單模光纖33的一端連接。
第四波分復(fù)用器的第一端口 241與第四泵浦源M連接，第四波分復(fù)用器的第二端口 242與第四光纖光柵44的一端連接，第四波分復(fù)用器的第三端口 243與第四有源單模光纖14的一端連接，第四有源單模光纖14的另一端與第四耦合器的第一端口 641連接，第四耦合器的第二端口 642與第三光纖光柵43的另一端連接，第四耦合器的第三端口 643與第四單模光纖34的一端連接。
第五波分復(fù)用器的第一端口 251與第五泵浦源55連接，第五波分復(fù)用器的第三端口 253與第五有源單模光纖15的一端連接，第五有源單模光纖15的另一端與第五耦合器的第一端口 651連接，第五耦合器的第二端口 652與第四光纖光柵44的另一端連接，第五耦合器的第三端口 653與第五單模光纖35的一端連接，第五波分復(fù)用器的第二端口 252與第五光纖光柵45的一端連接……第一百耦合器的第三端口 61003與第一百單模光纖3100 的一端連接，第一百耦合器的第一端口 61001與第一百有源單模光纖1100的一端連接，第一百有源單模光纖1100的另一端與第一百波分復(fù)用器的第三端口 21003連接，第一百波分復(fù)用器的第一端口 21001與第一百泵浦源5100連接，第一百波分復(fù)用器的第二端口 21002 與第一百光纖光柵4100的另一端連接。
所述的激光信號(hào)分別從第一至第一百單模光纖31、32、33、34、35、……、3100的另一端輸出，第一至第一百單模光纖31、32、33、34、35、……、3100的另一端端面位于同一平面內(nèi)，端面的排布形狀為一字形。
所述的第一至第一百有源單模光纖11、12、13、14、15、……、1100的纖芯中均摻雜鏡1 子。
權(quán)利要求
1.環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器，其特征在于該激光器包括第一至第N有源單模光纖(11、12、13、14、15、……、1N)，第一至第N波分復(fù)用器，第一至第N單模光纖(31、32、 33,34,35,……、3N)，第一至第N光纖光柵(41、42、43、44、45、……、4N)，第一至第N泵浦源(51、52、53、54、55、……、5N)和第一至第N耦合器；連接方式為第一波分復(fù)用器的第一端口(211)與第一泵浦源(51)連接，第一波分復(fù)用器的第二端口(21 與第一光纖光柵Gl)的一端連接，第一波分復(fù)用器的第三端口(21 與第一有源單模光纖(11)的一端連接，第一有源單模光纖(11)的另一端與第一耦合器的第一端口 (611)連接，第一耦合器的第二端口(61 與第N光纖光柵GN)的一端連接，第一耦合器的第三端口(61 與第一單模光纖(31)的一端連接；第二波分復(fù)用器的第一端口(221)與第二泵浦源(5 連接，第二波分復(fù)用器的第二端口(22 與第二光纖光柵0 的一端連接，第二波分復(fù)用器的第三端口(22 與第二有源單模光纖(1 的一端連接，第二有源單模光纖(1 的另一端與第二耦合器的第一端口 (621)連接，第二耦合器的第二端口(62 與第一光纖光柵Gl)的另一端連接，第二耦合器的第三端口(62 與第二單模光纖(3 的一端連接；第三波分復(fù)用器的第一端口(231)與第三泵浦源(5 連接，第三波分復(fù)用器的第二端口(23 與第三光纖光柵的一端連接，第三波分復(fù)用器的第三端口(23 與第三有源單模光纖(1 的一端連接，第三有源單模光纖(1 的另一端與第三耦合器的第一端口 (631)連接，第三耦合器的第二端口(63 與第二光纖光柵0 的另一端連接，第三耦合器的第三端口(63 與第三單模光纖(3 的一端連接；第四波分復(fù)用器的第一端口(Ml)與第四泵浦源(54)連接，第四波分復(fù)用器的第二端口( 與第四光纖光柵G4)的一端連接，第四波分復(fù)用器的第三端口( 與第四有源單模光纖(14)的一端連接，第四有源單模光纖(14)的另一端與第四耦合器的第一端口 (641)連接，第四耦合器的第二端口(64 與第三光纖光柵的另一端連接，第四耦合器的第三端口(64 與第四單模光纖(34)的一端連接；第五波分復(fù)用器的第一端口(251)與第五泵浦源(5 連接，第五波分復(fù)用器的第三端口(25 與第五有源單模光纖(1 的一端連接，第五有源單模光纖(1 的另一端與第五耦合器的第一端口(651)連接，第五耦合器的第二端口(65 與第四光纖光柵G4)的另一端連接，第五耦合器的第三端口(65 與第五單模光纖(3 的一端連接，第五波分復(fù)用器的第二端口(252)與第五光纖光柵G5)的一端連接……第N波分復(fù)用器的第一端口(2N1) 與第N泵浦源(5N)連接，第N波分復(fù)用器的第二端口(2N2)與第N光纖光柵0N)的另一端連接，第N波分復(fù)用器的第三端口(2吧)與第N有源單模光纖(IN)的一端連接，第N有源單模光纖(IN)的另一端與第N耦合器的第一端口(6m)連接，第N耦合器的第三端口 (6N3)與第N單模光纖(3N)的一端連接；激光分別從第一至第N單模光纖(31、32、33、34、35、……、3N)的另一端輸出； N = 1 100的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器，其特征在于所述的第一至第N單模光纖(31、32、33、34、35、……、3N)的另一端端面位于同一平面內(nèi)，端面的排布形狀為一字形、六角形、矩形或三角形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器，其特征在于 所述的第一至第N有源單模光纖(11、12、13、14、15、……、1N)的纖芯中均摻雜稀土離子，包括鉺離子、釹離子或鐿離子。
全文摘要
本發(fā)明公開了環(huán)形腔被動(dòng)相位鎖定光纖激光器，涉及一種光纖激光器?？朔四壳凹す馄鬏敵黾す獾念l帶寬、系統(tǒng)復(fù)雜、輸出功率低。該激光器的N個(gè)波分復(fù)用器與N個(gè)耦合器間隔布置在一個(gè)圓環(huán)上，N個(gè)波分復(fù)用器與N個(gè)耦合器之間由N個(gè)光纖光柵和N個(gè)有源單模光纖連接；N個(gè)泵浦源分別與N個(gè)波分復(fù)用器連接，N個(gè)單模光纖的一端分別與N個(gè)耦合器連接。N個(gè)單模光纖的另一端處于同一平面內(nèi)，其端面的排布形狀為一字形、六角形、矩形或三角形。泵浦源經(jīng)波分復(fù)用器將泵浦能量輸入有源單模光纖，產(chǎn)生的激光信號(hào)經(jīng)過與耦合器相連的單模光纖輸出，多路激光相干合成，使得頻譜窄，功率高。適用于工業(yè)加工及國防領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01S3/098GK102509998SQ20111032990
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者劉超, 周倩, 寧提綱, 康澤新, 彭磊, 李晶, 溫曉東, 裴麗 申請人:北京交通大學(xué)