一種激光放大器的制造方法
【專利說明】一種激光放大器
[0001 ] 領(lǐng)域技術(shù)
[0002 ]本發(fā)明激光領(lǐng)域，特別是一種激光放大器。
【背景技術(shù)】
[0003]高功率全光纖單頻激光放大器是高功率光纖激光器發(fā)展的重要方向之一，這種類型的高功率光纖激光器所輸出的光束具有單一縱模，極窄輸出線寬(準(zhǔn)單頻)，線偏振特性(高偏振消光比)，這些獨(dú)特的光束特性是此類激光器在引力波探測(cè)、相干探測(cè)，相干合成、功率光譜合成等方面的應(yīng)用日益廣泛。近期轟動(dòng)全世界的引力波探測(cè)中所使用的光源便是具有極單頻的單頻激光。
[0004]目前，在激光雷達(dá)探測(cè)，相干合成和功率光譜合成等方面，都迫切需要百瓦級(jí)乃至千瓦級(jí)的高功率，單頻光纖激光輸出。對(duì)于高功率單頻光纖激光器來說，超窄線寬所帶來的超長相干距窄線寬所帶來的單頻性也是用于高功率激光相干合成和光譜合成的基礎(chǔ)。但由于受到非線性效應(yīng)(受激布里淵散射)的限制，單頻光纖激光器的功率始終無法提高。受激布里淵散射(SBS)是由于高強(qiáng)度的光傳輸所激發(fā)的后向Stokes波。當(dāng)栗浦功率達(dá)到一定水平時(shí)，栗浦光引起的折射率光柵通過布拉格衍射散射栗浦光，形成后向Stokes光;產(chǎn)生的后向Stokes光與栗浦光相干涉并通過電致伸縮效應(yīng)產(chǎn)生聲波，聲波場(chǎng)進(jìn)一步調(diào)制介質(zhì)折射率散射栗浦光。由于能量守恒，這樣的SBS產(chǎn)生過程便限制了前向輸出功率。在傳能光纖中，后向Stokes波的產(chǎn)生會(huì)嚴(yán)重限制光纖輸出端的功率;在增益光纖中，后向光場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)進(jìn)而引起光纖放大器中的器件損耗。因而，對(duì)SBS的抑制成為單頻光纖激光放大系統(tǒng)中亟待解決的關(guān)鍵冋題。
[0005]尤其是對(duì)于高功率單頻光纖放大器，由于譜線寬度很窄帶來SBS閾值更低，使得單頻光纖激光器功率提升面臨的最大挑戰(zhàn)就是光纖中的SBS效應(yīng)。光纖激光器中的SBS效應(yīng)及其抑制方法已進(jìn)行了諸多研究，提出了諸如改變光纖的摻雜成份，增大光纖的溫度梯度，增加光纖的應(yīng)力梯度，縮短光纖長度和增大光纖的芯徑等方法來提高SBS的閾值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種激光放大器，通過將傳能光纖和/或增益光纖規(guī)則盤繞，并在傳能光纖和/或增益光纖上設(shè)置溫度調(diào)節(jié)裝置和壓力調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)傳能光纖和/或增益光纖施加溫度梯度場(chǎng)和應(yīng)力梯度場(chǎng)，從而達(dá)到抑制SBS目的。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是，提供一種激光放大器，包括:光纖盤，所述光纖盤上設(shè)有呈規(guī)則形狀盤繞的傳能光纖和/或增益光纖，所述光纖盤上還設(shè)有與傳能光纖和/或增益光纖接觸的溫度調(diào)節(jié)裝置和壓力調(diào)節(jié)裝置。
[0008]進(jìn)一步地，所述光纖盤上開設(shè)有與所述傳能光纖和/或增益光纖盤繞形狀相配合光纖槽，所述傳能光纖和/或增益光纖設(shè)置在光纖槽內(nèi)。
[0009]更進(jìn)一步地，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括:導(dǎo)熱片，所述導(dǎo)熱片鋪設(shè)在光纖槽內(nèi)。
[0010]更進(jìn)一步地，所述導(dǎo)熱片邊緣延伸至光纖盤表面，所述延伸至光纖盤表面的導(dǎo)熱片與溫度傳感器接觸。
[0011]更進(jìn)一步地，所述壓力調(diào)節(jié)裝置包括:壓力調(diào)節(jié)板，所述壓力調(diào)節(jié)板橫跨在光纖槽上方。
[0012]更進(jìn)一步地，所述壓力調(diào)節(jié)板上連接有彈力裝置，所述彈力裝置一端與壓力調(diào)節(jié)板連接，另一端與傳能光纖和/或增益光纖接觸。
[0013]更進(jìn)一步地，所述壓力調(diào)節(jié)板兩端分別設(shè)有一個(gè)安裝孔，所述壓力調(diào)節(jié)板通過插入安裝孔內(nèi)的螺釘與光纖盤連接，通過擰動(dòng)螺釘調(diào)節(jié)施加在傳能光纖和/或增益光纖上力的大小。
[0014]更進(jìn)一步地，所述光纖槽的橫截面為U形、V形或W形。
[0015]更進(jìn)一步地，所述傳能光纖和/或增益光纖呈跑道形盤繞。
[0016]更進(jìn)一步地，所述導(dǎo)熱片為液態(tài)金屬導(dǎo)熱片。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過將傳能光纖和/或增益光纖規(guī)則盤繞，并在傳能光纖和/或增益光纖上設(shè)置溫度調(diào)節(jié)裝置和壓力調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)傳能光纖和/或增益光纖施加溫度梯度場(chǎng)和應(yīng)力梯度場(chǎng)，從而達(dá)到抑制SBS目的。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明光纖盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明光纖槽橫截面示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明溫度調(diào)節(jié)裝置示意圖；
[0021 ]圖4為本發(fā)明壓力調(diào)節(jié)裝置示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記說明:1、光纖盤;11、光纖槽；12、傳能光纖和增益光纖;2、溫度調(diào)節(jié)裝置；21、導(dǎo)熱片；22、溫度傳感器;23、溫度調(diào)節(jié)器;3、壓力調(diào)節(jié)裝置;31、壓力調(diào)節(jié)板;32、彈力裝置;33、彈壓片33。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。需要說明的是，當(dāng)元件被表述“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上、或者其間可以存在一個(gè)或多個(gè)居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被表述“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件、或者其間可以存在一個(gè)或多個(gè)居中的元件。本說明書所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0024]除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說明書中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是用于限制本發(fā)明。本說明書所使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0026]實(shí)施例1
[0027]如圖1所示，一種激光放大器，包括:光纖盤I，光纖盤I上設(shè)有呈規(guī)則形狀盤繞的傳能光纖和增益光纖12，光纖盤I上還設(shè)有與傳能光纖和增益光纖12接觸的溫度調(diào)節(jié)裝置3和壓力調(diào)節(jié)裝置3。傳能光纖與增益光纖通過焊接連接在一起，兩端傳能光纖分別連接在增益光纖兩端，將焊接成一根的混合后的光纖，呈跑道形盤繞，跑道形盤繞的兩端為半圓形，半圓形的內(nèi)側(cè)半徑不大于6cm，半圓形的外側(cè)半徑不小于30cm。光纖的盤繞形狀不局限于跑道形，根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景的不同，光纖能夠呈螺旋狀、環(huán)形、橢圓形或葫蘆形盤繞。在盤繞完成后的光纖下方設(shè)置溫度控制調(diào)節(jié)裝置，在光纖上方設(shè)置壓力調(diào)節(jié)裝置3，溫度控制裝置能夠控制光纖的工作環(huán)境溫度，進(jìn)而起到調(diào)節(jié)光纖溫度的效果。壓力調(diào)節(jié)裝置3直接作用在光纖上，通過調(diào)節(jié)能夠更改施加在光纖上的壓力。采用這種設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)傳能光纖和增益光纖12構(gòu)成的混合光纖施加溫度梯度場(chǎng)和應(yīng)力梯度場(chǎng)，從而達(dá)到抑制SBS目的。
[0028]作為本實(shí)施方式中盤繞光纖的另外一種實(shí)施方式，光纖盤I上設(shè)有呈規(guī)則形狀盤繞的傳能光纖，光纖盤I上還設(shè)有與傳能光纖接觸的溫度調(diào)節(jié)裝置3和壓力調(diào)節(jié)裝置3。傳能光纖呈跑道形盤繞，傳能光纖的盤繞形狀不局限于跑道形，根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景的不同，傳能光纖能夠呈螺旋狀、環(huán)形、橢圓形或葫蘆形盤繞。在盤繞完成后的傳能光纖下方設(shè)置溫度控制調(diào)節(jié)裝置，在傳能光纖上方設(shè)置壓力調(diào)節(jié)裝置3，溫度控制裝置能夠控制傳能光纖的工作環(huán)境溫度，進(jìn)而起到調(diào)節(jié)傳能光纖溫度的效果。壓力調(diào)節(jié)裝置3直接作用在光纖上，通過調(diào)節(jié)能夠更改施加在光纖上的壓力。
[0029]作為本實(shí)施方式中盤繞光纖的再一種實(shí)施方式，光纖盤I上設(shè)有呈規(guī)則形狀盤繞的增益光纖，光纖盤I上還設(shè)有與增益光纖接觸的溫度調(diào)節(jié)裝置3和壓力調(diào)節(jié)裝置3。增益光纖呈跑道形盤