高功率調(diào)q脈沖光纖激光器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于激光【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，包括主振蕩器和光纖放大器，所述主振蕩器用于生成種子脈沖激光，所述主振蕩器包括泵浦源、合束器、寬帶高反射鏡、增益光纖、調(diào)Q器件、增益平坦濾波器和寬帶低反射鏡；所述的光纖放大器為一級或多級光纖放大器，用于將所述種子脈沖激光進行功率放大后輸出。借此，本發(fā)明可以提高光纖受激布里淵散射閾值，增強穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說明】高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光加工也逐漸普及，而在激光加工中，光纖激光器有著不可替代的作用。目前國際上的脈沖光纖激光器，采用的技術(shù)方案是用l_2nm左右?guī)挼墓饫w光柵(FBG)作為諧振腔的高反鏡，用l_2nm左右?guī)挼姆瓷渎时容^低的光纖光柵作為諧振腔的低反鏡，在諧振腔內(nèi)用光纖耦合的聲光Q開關(guān)實現(xiàn)調(diào)Q運轉(zhuǎn)，來產(chǎn)生幾十納秒到幾百納秒量級的光脈沖作為種子源，然后經(jīng)過一級或二級雙包層光纖放大器放大后得到零點幾毫焦到幾毫焦量級的光脈沖。
[0003]但是，這種用FBG作為反射鏡的脈沖光纖激光器溫度穩(wěn)定性差，在環(huán)境發(fā)生改變時，F(xiàn)BG的中心波長很容易發(fā)生漂移，致使高反光柵和低反光柵的中心波長存在零點幾納米到一納米的偏差，造成激光器的光譜帶寬變窄。從而會導(dǎo)致在一定的脈沖峰值功率下，更容易產(chǎn)生受激布里淵散射，經(jīng)后級放大后產(chǎn)生極高的峰值功率，易造成光纖損壞，這也是目前國內(nèi)外脈沖光纖激光器的可靠性差的根本原因。
[0004]綜上可知，現(xiàn)有的激光器，在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，可以提高光纖受激布里淵散射閾值，增強穩(wěn)定性和可靠性。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，包括主振蕩器和光纖放大器，
[0007]所述主振蕩器用于生成種子脈沖激光，所述主振蕩器包括泵浦源、合束器、寬帶高反射鏡、增益光纖、調(diào)Q器件、增益平坦濾波器和寬帶低反射鏡；
[0008]所述的光纖放大器為一級或多級光纖放大器，用于將所述種子脈沖激光進行功率放大后輸出。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，所述光纖放大器包括光隔離器，用于防止所述種子脈沖激光的向后反射，所述主振蕩器和光纖放大器通過所述光隔離器連接。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，所述的寬帶高反射鏡/寬帶低反射鏡為體布拉格光柵VBG、體全息光柵VHG、介質(zhì)膜鏡或光纖布拉格光柵反射鏡的任意一種。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，所述寬帶高反射鏡和寬帶低反射鏡的反射帶寬為lOOnm。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，所述增益光纖是單包層光纖、雙包層光纖或增益平坦型光纖。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，所述的增益光纖可以為摻鐿光纖、摻鉺光纖、摻銩光纖、摻欽光纖中的任意一種，或所述增益光纖為多種激活離子共摻單?；蛘叩碗A模光纖。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，所述增益平坦濾波器與寬帶低反射鏡
一體設(shè)置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，所述的調(diào)Q器件是聲光Q開關(guān)或電光Q開關(guān)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，所述光纖放大器包括準直器，用于將放大后的種子脈沖激光準直輸出。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，所述的泵浦源產(chǎn)生的激光波長為915nm/945nm/980nm中的任意一種或幾種。
[0018]本發(fā)明通過主振蕩器產(chǎn)生種子脈沖激光，然后再由光纖放大器將脈沖激光放大后輸出。主振蕩器具有寬帶高反射鏡和寬帶低反射鏡，二者的反射帶寬可達到lOOnm，并且能夠承受上百千瓦的峰值功率和幾十瓦的平均功率，同時主振蕩器內(nèi)還設(shè)有增益平坦濾波器可以調(diào)節(jié)平滑激光器的增益譜分布，所述的主振蕩器輸出的脈沖激光帶寬可達到2nm以上，可顯著提高光纖受激布里淵散射閾值，減弱強激光在光纖中引起的受激布里淵散射。本發(fā)明主要解決了大功率，高峰值功率運轉(zhuǎn)下脈沖光纖激光器的脈沖非線性壓縮等關(guān)鍵性難題，從而使系統(tǒng)具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]參見圖1，本發(fā)明提供了一種高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，該光纖激光器100包括主振蕩器10和光纖放大器20，所述主振蕩器10用于生成種子脈沖激光，其包括泵浦源11、合束器12、寬帶高反射鏡13、增益光纖14、調(diào)Q器件15、增益平坦濾波器16和寬帶低反射鏡17，合束器12的泵浦輸入端連接泵浦源11的輸出尾纖，信號輸入端連接寬帶高反射鏡13，輸出端連接增益光纖14。合束器12可以連接多個泵浦源11用以增加泵浦功率。光纖放大器20為一級或多級光纖放大器，用于將所述種子脈沖激光進行功率放大后輸出。
[0022]本發(fā)明的實施例中，泵浦源11的中心波長可以是增益光纖14吸收峰范圍內(nèi)的任意波長，其優(yōu)選為915nm/945nm/980nm波長的任意一種或幾種。泵浦源11用于產(chǎn)生泵浦激光，且經(jīng)過其它器件處理后轉(zhuǎn)化為脈沖激光。
[0023]光纖放大器20包括光隔離器21、光功率放大器22以及準直器23，主振蕩器10和光纖放大器20通過所述光隔離器21連接。所述的光隔離器21用于防止所述種子脈沖激光的向后反射，借此可以避免后向反射光損壞器件。光纖放大器20可以是一級或多級放大器，其可以將主振蕩器10輸出的種子脈沖激光放大到幾百瓦的量級，放大后的脈沖可以通過光纖準直器23準直輸出。[0024]具體應(yīng)用中，增益光纖14可以是單包層光纖、雙包層光纖或增益平坦型光纖，具體的，增益光纖14可以為摻鐿光纖、摻鉺光纖、摻銩光纖、摻欽光纖中的任意一種，也可以是多種稀土共摻光纖(Er/Yb，Tm/Ho等)，或所述增益光纖14為多種激活離子共摻單?；蛘叩碗A模光纖。調(diào)Q器件15為聲光調(diào)Q器件(聲光Q開關(guān))或電光調(diào)Q器件(電光Q開關(guān))。
[0025]優(yōu)選的是，主振蕩器10的增益平坦濾波器16用于調(diào)節(jié)平滑激光器的增益譜分布，借此使激光器的輸出帶寬變寬。該增益平坦濾波器16可以為單獨設(shè)置的濾波器，也可以與寬帶低反射鏡17—體設(shè)置。
[0026]本發(fā)明的主振蕩器輸出的脈沖激光帶寬可達到2nm以上，可以顯著提高光纖受激布里淵散射閾值，減弱強激光在光纖中引起的受激布里淵散射，解決了大功率，高峰值功率運轉(zhuǎn)下脈沖光纖激光器的脈沖非線性壓縮等關(guān)鍵性難題，提高可靠性與穩(wěn)定性。優(yōu)選的，本發(fā)明的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器可廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，如激光打標，激光切割等。
[0027]進一步的，本發(fā)明的實施例中，寬帶高反射鏡13和寬帶低反射鏡17的反射帶寬可達到lOOnm，為寬光譜激光振蕩提供條件，并且當中心波長隨溫度變化而漂移時不會引起反射帶寬交叉部分的明顯減小。更好的，本發(fā)明寬帶高反射鏡13和寬帶低反射鏡17能夠承受上百千瓦的峰值功率和幾十瓦的平均功率，保證激光器在高功率運轉(zhuǎn)下能夠正常工作。另外，寬帶高反射鏡13作為端鏡，其反射率可達到99%，從而降低諧振腔的損耗，增加輸出功率。優(yōu)選的，本發(fā)明中所采用的寬帶高反射鏡13/寬帶低反射鏡17可以為體布拉格光柵VB G、體全息光柵VHG、介質(zhì)膜鏡或光纖布拉格光柵反射鏡的任意一種。
[0028]綜上所述，本發(fā)明通過主振蕩器產(chǎn)生種子脈沖激光，然后再由光纖放大器將脈沖激光放大后輸出。主振蕩器具有寬帶高反射鏡和寬帶低反射鏡，二者的反射帶寬可達到IOOnm,并且能夠承受上百千瓦的峰值功率和幾十瓦的平均功率，同時主振蕩器內(nèi)還設(shè)有增益平坦濾波器可以調(diào)節(jié)平滑激光器的增益譜分布，所述的主振蕩器輸出的脈沖激光帶寬可達到2nm以上，可顯著提高光纖受激布里淵散射閾值，減弱強激光在光纖中引起的受激布里淵散射。本發(fā)明主要解決了大功率，高峰值功率運轉(zhuǎn)下脈沖光纖激光器的脈沖非線性壓縮等關(guān)鍵性難題，從而使系統(tǒng)具有較高的可靠性和穩(wěn)定性。
[0029]當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，包括主振蕩器和光纖放大器，其特征在于， 所述主振蕩器用于生成種子脈沖激光，所述主振蕩器包括泵浦源、合束器、寬帶高反射鏡、增益光纖、調(diào)Q器件、增益平坦濾波器和寬帶低反射鏡； 所述的光纖放大器為一級或多級光纖放大器，用于將所述種子脈沖激光進行功率放大后輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，其特征在于，所述光纖放大器包括光隔離器，用于防止所述種子脈沖激光的向后反射，所述主振蕩器和光纖放大器通過所述光隔離器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，其特征在于，所述的寬帶高反射鏡/寬帶低反射鏡為體布拉格光柵VBG、體全息光柵VHG、介質(zhì)膜鏡或光纖布拉格光柵反射鏡的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，其特征在于，所述寬帶高反射鏡和寬帶低反射鏡的反射帶寬為lOOnm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，其特征在于，所述增益光纖是單包層光纖、雙包層光纖或增益平坦型光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，其特征在于，所述的增益光纖可以為摻鐿光纖、摻鉺光纖、摻銩光纖、摻欽光纖中的任意一種，或所述增益光纖為多種激活離子共摻單模或者低階模光纖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，其特征在于，所述增益平坦濾波器與寬帶低反射鏡一體設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，其特征在于，所述的調(diào)Q器件是聲光Q開關(guān)或電光Q開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，其特征在于，所述光纖放大器包括準直器，用于將放大后的種子脈沖激光準直輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率調(diào)Q脈沖光纖激光器，其特征在于，所述的泵浦源產(chǎn)生的激光波長為915nm/945nm/980nm中的任意一種或幾種。
【文檔編號】H01S3/11GK103579895SQ201310468207
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】胡小波 申請人:深圳市創(chuàng)鑫激光技術(shù)有限公司