專利名稱：帶狀微片自調(diào)q雙包層光纖放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高功率脈沖光纖放大器，特別是一種帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器。
技術(shù)背景摻雜稀土元素的雙包層光纖給光波技術(shù)領(lǐng)域帶來了革命性的變化。雙包層光纖激光器由于其特殊的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)日益受到人們的青睞。傳統(tǒng)的LD泵浦半導(dǎo)體激光器的也正在朝著兩個方向發(fā)展，一是獲得高功率輸出；另一個是使激光器結(jié)構(gòu)更加緊湊，用微片結(jié)構(gòu)代替板條型、棒型結(jié)構(gòu)。(參見李健等人發(fā)表的“大功率激光二極管泵浦全固態(tài)Nd:YVO4微片激光器”《光電子·激光》第10卷，第5期，1999.10)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器，該裝置應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、脈沖寬度小、輸出功率大和重復(fù)頻率高等特點。
本實用新型的技術(shù)解決方案如下一種帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器，沿光束前進(jìn)的方向依次包括帶尾纖的激光二極管、準(zhǔn)直聚焦透鏡系統(tǒng)和微片晶體、其特征在于該微片晶體是一兩端鍍膜的雙摻雜微片晶體，其后還有法拉第隔離器、短焦距聚焦透鏡、雙包層光纖，在該雙包層光纖上安設(shè)有V形槽耦合系統(tǒng)，上述各部分的關(guān)系是帶尾纖的激光二極管發(fā)出的光經(jīng)過準(zhǔn)直聚焦系統(tǒng)照射在兩端鍍膜雙摻雜微片晶體上，產(chǎn)生自調(diào)Q脈沖激光，進(jìn)入法拉第隔離器，然后經(jīng)過短焦距透鏡進(jìn)入纖芯中，V形槽耦合系統(tǒng)使泵浦光耦合進(jìn)雙包層光纖的內(nèi)包層。
所述的帶尾纖的激光二極管的泵浦光波長應(yīng)與雙摻雜微片晶體中的摻雜介質(zhì)的吸收波長相匹配。
所述的兩端鍍膜的雙摻雜晶體，前表面鍍對泵浦光高透、對種子脈沖激光高反的介質(zhì)膜，用來直接作諧振腔的前腔鏡，后表面鍍對種子激光高反的透射膜作為輸出鏡。
所述的雙包層光纖的纖芯中摻有稀土離子，前端面為平滑面，后端面有8°的傾角。
所述的V形槽耦合系統(tǒng)由V形槽側(cè)面、透明襯底、微型透鏡組、泵浦LD等組成。
所述的光纖長度上可以設(shè)置多個V形槽耦合系統(tǒng)。


圖1為本實用新型帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器的原理結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
請看圖1，一種帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器，依次包括帶尾纖的激光二極管1、準(zhǔn)直聚焦透鏡系統(tǒng)2、兩端鍍膜的雙摻雜微片晶體3、法拉第隔離器4、短焦距聚焦透鏡5、雙包層光纖外包層6、雙包層光纖內(nèi)包層7、雙包層光纖纖芯8、V形槽耦合系統(tǒng)13，各部分的關(guān)系是帶尾纖的激光二極管1發(fā)出的光經(jīng)過準(zhǔn)直聚焦系統(tǒng)2照射在雙摻雜微片晶體3上，產(chǎn)生自調(diào)Q脈沖激光，進(jìn)入法拉第隔離器4，然后經(jīng)過短焦距透鏡5，使脈沖激光的數(shù)值孔徑滿足雙包層光纖纖芯的要求，進(jìn)入纖芯中。V形槽耦合系統(tǒng)13使泵浦光耦合進(jìn)雙包層光纖內(nèi)包層7，光束在內(nèi)包層中傳播時，不斷穿越雙包層光纖纖芯8而被吸收，纖芯中的摻雜離子產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，從而對纖芯中的種子脈沖起放大作用，產(chǎn)生高功率的放大輸出。
下面舉一具體實施例進(jìn)一步說明本實用新型。
采用最大輸出功率為4W的帶尾纖的激光二極管1，輸出波長為808nm，晶體3為Φ6mm×1mm的Cr4+，Nd3+:YAG微片，在晶體的前表面鍍了對808nm增透(T＞96％)，1064nm高反射(R＞99.8％)的介質(zhì)膜，用來作諧振腔的前腔鏡，晶體3的另一面鍍了對1064nm高反射(R＝92％)的透射膜作為輸出鏡，雙包層光纖長度為12m，纖芯中摻雜Yb3+，內(nèi)包層7的尺寸為100×200um(NA＝0.47)，纖芯直徑為10um(NA＝0.08)，泵浦激光二極管的波長為975nm，V形槽9的深度為40um，寬度為200um，實驗證明V形槽的耦合效率可達(dá)70％以上，隨著泵浦功率的增大，放大器的輸出功率也在增大。
經(jīng)試用證明，本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、脈沖寬度小、輸出功率大和重復(fù)頻率高等特點。
權(quán)利要求1.一種帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器，沿光束前進(jìn)的方向依次包括帶尾纖的激光二極管(1)、準(zhǔn)直聚焦透鏡系統(tǒng)(2)和微片晶體(3)、其特征在于該微片晶體(3)是一兩端鍍膜的雙摻雜微片晶體(3)，其后還有法拉第隔離器(4)、短焦距聚焦透鏡(5)、雙包層光纖(6)，在該雙包層光纖(6)上安設(shè)有V形槽耦合系統(tǒng)(13)，上述各部分的關(guān)系是帶尾纖的激光二極管(1)發(fā)出的光經(jīng)過準(zhǔn)直聚焦系統(tǒng)(2)照射在兩端鍍膜雙摻雜微片晶體(3)上，產(chǎn)生自調(diào)Q脈沖激光，進(jìn)入法拉第隔離器(4)，然后經(jīng)過短焦距透鏡(5)，進(jìn)入纖芯中，V形槽耦合系統(tǒng)(13)使泵浦光耦合進(jìn)雙包層光纖(6)的內(nèi)包層(7)。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器，其特征在于所述的帶尾纖的激光二極管(1)的泵浦光波長應(yīng)與雙摻雜微片晶體(3)中的摻雜介質(zhì)的吸收波長相匹配。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器，其特征在于所述的兩端鍍膜的雙摻雜晶體(3)，前表面鍍對泵浦光高透、對種子脈沖激光高反的介質(zhì)膜，用來直接作諧振腔的前腔鏡，后表面鍍對種子激光高反的透射膜作為輸出鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器，其特征在于所述的雙包層光纖的纖芯(8)中摻有稀土離子，前端面為平滑面，后端面有8°的傾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器，其特征在于所述的V形槽耦合系統(tǒng)(13)由V形槽側(cè)面(9)、透明襯底(10)、微型透鏡組(11)、泵浦LD(12)等組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器，其特征在于所述的光纖(6)長度上可以設(shè)置多個V形槽耦合系統(tǒng)(13)。
專利摘要一種帶狀微片自調(diào)Q雙包層光纖放大器，沿光束前進(jìn)的方向依次包括帶尾纖的激光二極管、準(zhǔn)直聚焦透鏡系統(tǒng)和微片晶體，其特征在于該微片晶體是一兩端鍍膜的雙摻雜微片晶體，其后還有法拉第隔離器、短焦距聚焦透鏡、雙包層光纖，在該雙包層光纖上安設(shè)有V形槽耦合系統(tǒng)，上述各部分的關(guān)系是帶尾纖的激光二極管發(fā)出的光經(jīng)過準(zhǔn)直聚焦系統(tǒng)照射在兩端鍍膜雙摻雜微片晶體上，產(chǎn)生自調(diào)Q脈沖激光，進(jìn)入法拉第隔離器，然后經(jīng)過短焦距透鏡進(jìn)入纖芯中，該V形槽耦合系統(tǒng)使泵浦光耦合進(jìn)雙包層光纖的內(nèi)包層。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、脈沖寬度小、輸出功率大和重復(fù)頻率高等特點。
文檔編號H01S3/0941GK2638295SQ0325607
公開日2004年9月1日 申請日期2003年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月29日
發(fā)明者樓祺洪, 孔令峰, 周軍, 吳中林, 董景星, 魏運榮 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所