专利名称：外腔耦合多根多模有源纤芯大功率单模激光器的利记博彩app
技术领域：
本实用新型为一种外腔耦合多根多模有源纤芯大功率单模激光器，属于高功率光纤激光器领域。
背景技术：
光纤激光器以其卓越的性能和低廉的价格，在光纤通信、工业加工、医疗、军事等领域取得了日益广泛的应用。尽管在实验室已经实现单个光纤输出超过1kW的单模激光，而且实现这种激光需要严格的条件，难以工程应用；但是随着激光技术应用的发展，以及材料加工、空间通信、激光雷达、光电对抗、激光武器等的发展，需要高功率、高质量、高强度和超亮度的激光，要求单模输出功率达到MW甚至GW量级。仅仅采用单模有源纤芯的双包层掺稀土光纤激光器，由于单模有源纤芯芯径小于10μm，受到非线性、结构因素和衍射极限的限制，承受的光功率密度有限，单模有源光纤激光器纤芯连续波损坏阈值约为1W/μm2[J.Nilsson，J.K.Sahu，Y.Jeong，W.A.Clarkson，R.Selvas，A.B.Grudinin，andS.U.Alam，“High Power Fiber LasersNew Developments”，Proceedings of SPIEVol.4974，50-59(2003)]，其光学损坏危险成为实现大功率单模光纤激光器的一大挑战。除了光学损坏外，由于大功率光产生的热也会损坏光纤，甚至会最终融化纤芯。有文献报道，铒镱共掺光纤激光器每米可产生100W热[J.Nilsson，S.U.Alam，J.A.Alvarez-Chavez，P.W.Turner，W.A.Clarkson，andA.B.Grudinin，”High-power and tunable operation of erbium-ytterbium co-dopedcladding-pumped fiber laser”，IEEE J.Quantum Electron.39，987-994(2003)]。
为了克服已有的传统双包层单模光纤激光器的输出单模激光功率有限以及随着光功率的增加，其输出光束质量变差，抗热等方面的缺陷，提出了授权公告号CN201282264Y，专利号ZL200820108432.4的“一种多根多模光纤组束超大功率单模激光器”，然而，这种光纤激光器中单模有源掺稀土纤芯与多根多模有源掺稀土纤芯之间的耦合，与单模有源掺稀土纤芯与多根多模有源掺稀土纤芯之间的距离有关，要求单模有源掺稀土纤芯与多根多模有源掺稀土纤芯之间的距离在一定范围内，因此增加了有源光纤的制作难度，成品率低。另外，这种光纤激光器中单模有源掺稀土纤芯与多根多模有源掺稀土纤芯之间的耦合无法进行改变，因而无法对输出单模激光光束质量进一步改善。
实用新型内容为了克服已有的双包层单模光纤激光器的输出单模激光功率有限以及随着光功率的增加，其输出光束质量变差，抗热等方面的缺陷，同时降低有源光纤制作工艺要求，提高输出激光光束质量，本实用新型提出了一种外腔耦合多根多模有源纤芯大功率单模激光器。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的 一种外腔耦合多根多模有源纤芯大功率单模激光器，它包括泵浦源、双包层有源光纤；双包层有源光纤包括一个单模有源掺稀土纤芯与第一多模有源掺稀土纤芯、...第N多模有源掺稀土纤芯、内包层与外包层，2≤N≤12；单模有源掺稀土纤芯位于内包层的圆心。
单模有源掺稀土纤芯、第一多模有源掺稀土纤芯、...第N多模有源掺稀土纤芯中每根纤芯轴线与双包层光纤轴线平行； 单模有源掺稀土纤芯的芯径小于等于5微米，双包层有源光纤一端镀对应激光波长的高反射膜，在单模有源掺稀土纤芯的两端写入对应激光波长的高反射光栅与对应激光波长的部分反射光栅；或双包层有源光纤一端镀对应激光波长的高反射膜，双包层有源光纤另一端的单模有源掺稀土纤芯上写入对应激光波长的部分反射光栅；在双包层有源光纤的未镀对应激光波长的高反射膜的一端放置一个衍射光学元件，衍射光学元件由第一分束器、第二分束器与合束器三部分构成；该衍射光学元件的工作波长为对应激光波长。
第一泵浦源和第二泵浦源的泵浦方式为端面泵浦或侧面泵浦或同时进行端面泵浦与侧面泵浦。
单模有源掺稀土纤芯(4)与第一多模有源掺稀土纤芯(61)、...第N多模有源掺稀土纤芯(6N)均为掺铒、掺镱、掺钬、掺铥或铒镱共掺的有源纤芯，且单模有源掺稀土纤芯(4)与第一多模有源掺稀土纤芯(61)、...第N多模有源掺稀土纤芯(6N)的掺稀土离子类型相同。
把单模有源掺稀土光纤与多于一根多模有源掺稀土光纤预制棒截取相同的长度，外加许多相同长度的低折射率光纤预制棒，沉积拉伸构成内包层。
本实用新型的有益效果具体如下所述光纤激光器通过衍射光学元件，实现精确控制单模有源掺稀土纤芯与多于一根多模有源掺稀土纤芯每根纤芯之间的耦合，降低了单模有源掺稀土纤芯与多模有源掺稀土纤芯表面之间的距离要求，降低了双包层有源光纤制作工艺难度，成品率高。所述光纤激光器不需要外部调相装置，通过衍射光学元件，实现单模有源掺稀土纤芯与所有多模有源掺稀土纤芯之间的外腔耦合，使所有多模有源掺稀土纤芯谐振在写有光栅的单模有源掺稀土纤芯构成的谐振腔产生的激光波长上，实现主动锁相，从而实现单模激光超亮度放大输出。
图1为单模有源纤芯两端写入光栅与端面泵浦的单模有源纤芯外腔耦合两根多模有源纤芯大功率单模激光器主视图。
图2为图1的A-A剖面图。
图3为单模有源纤芯一端写入光栅、侧面泵浦的单模有源纤芯外腔耦合三根多模有源纤芯大功率单模激光器主视图。
图4为图3的B-B剖面图。
图5为单模有源纤芯两端写入光栅、端面与侧面同时泵浦的单模有源纤芯外腔耦合六根多模有源纤芯大功率单模激光器主视图。
图6为图5的C-C剖面图。
图7为单模有源纤芯两端写入光栅、端面与侧面同时泵浦的单模有源纤芯外腔耦合十二根多模有源纤芯大功率单模激光器主视图。
图8为图7的D-D剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
实施例一 单模有源纤芯两端写入光栅与端面泵浦的单模有源纤芯外腔耦合两根多模有源纤芯大功率单模激光器，详细描述如下 单模有源掺稀土纤芯4位于内包层2的圆心。单模有源掺稀土纤芯4直径为5μm，第一多模有源掺稀土纤芯61与第二多模有源掺稀土纤芯62直径均为60μm，单模有源掺稀土纤芯4与第一多模有源掺稀土纤芯61外表面的最小距离为10μm，单模有源掺稀土纤芯4与第二多模有源掺稀土纤芯62外表面的最小距离为10μm。
单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62轴线与双包层光纤轴线平行； 单模有源掺稀土纤芯、多模有源掺稀土纤芯61、多模有源掺稀土纤芯62的掺稀土离子类型相同，均为铒离子； 双包层有源光纤内包层2直径为200μm，外包层3直径为280μm，长度为10米； 双包层有源光纤一端镀激光波长为1550nm时反射系数超过99％的高反射膜8，在单模有源掺稀土纤芯的两端写入激光波长为1550nm时反射系数超过99％的光栅51与激光波长为1550nm时反射系数为20％的光栅52。
在双包层有源光纤的未镀高反射膜8的一端放置一个衍射光学元件，衍射光学元件由第一分束器91、第二分束器92与合束器93三部分构成。该衍射光学元件的工作波长为1550nm。
第一分束器91、第二分束器92的反射与传输比均为10∶90。
单模有源掺稀土纤芯4输出激光经第一分束器91与第二分束器92，90％的激光传输到合束器93，10％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62中。
同理，第一多模有源掺稀土纤芯61经第一分束器91与第二分束器92，90％的激光传输到合束器93，10％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第二多模有源掺稀土纤芯62中。
第二多模有源掺稀土纤芯62经第一分束器91与第二分束器92，90％的激光传输到合束器93，10％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61中。
因此，通过衍射光学元件中的第一分束器91、第二分束器92两部分，实现了单模有源掺稀土纤芯4与第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62的外腔耦合目的，使得第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62输出激光的波长都谐振在写有光栅的单模有源掺稀土纤芯4构成的谐振腔产生的1550nm激光波长上。
第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62与单模有源掺稀土纤芯4输出的同波长的激光，通过合束器93实现相干合束，实现大功率单模激光输出。
用第一泵浦源1对双包层有源光纤采用端面泵浦，大功率单模激光从衍射光学元件一端输出。
实施例二 参见图3和图4，单模有源纤芯一端写入光栅、侧面泵浦的单模有源纤芯外腔耦合三根多模有源纤芯大功率单模激光器，详细描述如下 单模有源掺稀土纤芯4位于内包层2的圆心。单模有源掺稀土纤芯4直径为4μm，第一多模有源掺稀土纤芯61与第二多模有源掺稀土纤芯62均为长轴全长为60μm，短轴全长为40μm的椭圆，第三多模有源掺稀土纤芯63直径为50μm。
单模有源掺稀土纤芯4与第一多模有源掺稀土纤芯61外表面的最小距离为10μm，单模有源掺稀土纤芯4与第二多模有源掺稀土纤芯62外表面的最小距离为80μm，单模有源掺稀土纤芯4与第三多模有源掺稀土纤芯63外表面的最小距离为8μm，单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62与第三多模有源掺稀土纤芯63轴线与双包层光纤轴线平行； 单模有源掺稀土纤芯、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62与第三多模有源掺稀土纤芯63的掺稀土离子类型相同，均为镱离子； 双包层有源光纤内包层2直径为300μm，外包层3直径为350μm，长度为5米； 双包层有源光纤一端镀激光波长为1064nm时反射系数超过99％的高反射膜8，双包层有源光纤另一端的单模有源掺稀土纤芯4上写入激光波长为1064nm时反射系数为4％的光栅52； 在双包层有源光纤的未镀高反射膜8的一端放置一个衍射光学元件，衍射光学元件由第一分束器91、第二分束器92与合束器93三部分构成。该衍射光学元件的工作波长为1064nm。
第一分束器91、第二分束器92的反射与传输比均为5∶95。
单模有源掺稀土纤芯4输出激光经第一分束器91与第二分束器92，95％的激光传输到合束器93，5％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63中。
同理，第一多模有源掺稀土纤芯61经第一分束器91与第二分束器92，95％的激光传输到合束器93，5％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63中。
第二多模有源掺稀土纤芯62经第一分束器91与第二分束器92，95％的激光传输到合束器93，5％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第三多模有源掺稀土纤芯63中。
第三多模有源掺稀土纤芯63经第一分束器91与第二分束器92，95％的激光传输到合束器93，5％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62中。
因此，通过衍射光学元件中的第一分束器91、第二分束器92两部分，实现了单模有源掺稀土纤芯4与第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63的外腔耦合目的，使得第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63输出激光的波长都谐振在写有光栅的单模有源掺稀土纤芯4构成的谐振腔产生的1064nm激光波长上。
第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63与单模有源掺稀土纤芯4输出的同波长的激光，通过合束器93实现相干合束，实现大功率单模激光输出。用第一泵浦源1对双包层有源光纤采用侧面泵浦，大功率单模激光从实现分束器功能的衍射光学元件一端输出。
实施例三 参见图5和图6，单模有源纤芯两端写入光栅、端面与侧面同时泵浦的单模有源纤芯外腔耦合六根多模有源纤芯大功率单模激光器，详细描述如下 单模有源掺稀土纤芯4位于内包层2的圆心。单模有源掺稀土纤芯4直径为4μm，第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65与第六多模有源掺稀土纤芯66均为60μm×40μm的长方形。
单模有源掺稀土纤芯4与第一多模有源掺稀土纤芯61外表面的最小距离为100μm，单模有源掺稀土纤芯4与第二多模有源掺稀土纤芯62外表面的最小距离为10μm，单模有源掺稀土纤芯4与第三多模有源掺稀土纤芯63外表面的最小距离为20μm，单模有源掺稀土纤芯4与第四多模有源掺稀土纤芯64外表面的最小距离为10μm，单模有源掺稀土纤芯4与第五多模有源掺稀土纤芯65外表面的最小距离为100μm，单模有源掺稀土纤芯4与第六多模有源掺稀土纤芯66外表面的最小距离为20μm，单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65与第六多模有源掺稀土纤芯66轴线均与双包层光纤轴线平行； 单模有源掺稀土纤芯、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65与第六多模有源掺稀土纤芯66的掺稀土离子类型相同，均为钕离子； 双包层有源光纤内包层2直径为400μm，外包层3直径为550μm，长度为3米； 双包层有源光纤一端镀激光波长为1060nm时反射系数超过99％的高反射膜8，在单模有源掺稀土纤芯4的两端写入激光波长为1060nm时反射系数超过99％的光栅51与激光波长为1060nm时反射系数为10％的光栅52。
在双包层有源光纤的未镀高反射膜8的一端放置一个衍射光学元件，衍射光学元件由第一分束器91、第二分束器92与合束器93三部分构成。该衍射光学元件的工作波长为1060nm。
第一分束器91、第二分束器92的反射与传输比均为15∶85。
单模有源掺稀土纤芯4输出激光经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65与第六多模有源掺稀土纤芯66中。
同理，第一多模有源掺稀土纤芯61经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65与第六多模有源掺稀土纤芯66中。
第二多模有源掺稀土纤芯62经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65与第六多模有源掺稀土纤芯66中。
第三多模有源掺稀土纤芯63经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65与第六多模有源掺稀土纤芯66中。
第四多模有源掺稀土纤芯64经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第五多模有源掺稀土纤芯65与第六多模有源掺稀土纤芯66中。
第五多模有源掺稀土纤芯65经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64与第六多模有源掺稀土纤芯66中。
第六多模有源掺稀土纤芯66经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65中。
因此，通过衍射光学元件中的第一分束器91、第二分束器92两部分，实现了单模有源掺稀土纤芯4与第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65与第六多模有源掺稀土纤芯66的外腔耦合目的，使得第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65与第六多模有源掺稀土纤芯66输出激光的波长都谐振在写有光栅的单模有源掺稀土纤芯4构成的谐振腔产生的1060nm激光波长上。
第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、...第六多模有源掺稀土纤芯66与单模有源掺稀土纤芯4输出的同波长的激光，通过合束器93实现相干合束，实现大功率单模激光输出。分别用第一泵浦源1与第二泵浦源12对双包层有源光纤采用端面泵浦与侧面泵浦，大功率单模激光从衍射光学元件一端输出。
实施例四 参见图7和图8，单模有源纤芯两端写入光栅、端面与侧面同时泵浦的单模有源纤芯外腔耦合十二根多模有源纤芯大功率单模激光器，详细描述如下 单模有源掺稀土纤芯4位于内包层2的圆心。单模有源掺稀土纤芯4直径为1μm，第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65、第六多模有源掺稀土纤芯66、第七多模有源掺稀土纤芯67、第八多模有源掺稀土纤芯68、第九多模有源掺稀土纤芯69、第十多模有源掺稀土纤芯610、第十一多模有源掺稀土纤芯611与第十二多模有源掺稀土纤芯612均为直径为40μm的圆形。
单模有源掺稀土纤芯4与第一多模有源掺稀土纤芯61芯芯之间的距离为100μm，单模有源掺稀土纤芯4与第二多模有源掺稀土纤芯62芯芯之间的距离为40μm，单模有源掺稀土纤芯4与第三多模有源掺稀土纤芯63芯芯之间的距离为80μm，单模有源掺稀土纤芯4与第四多模有源掺稀土纤芯64芯芯之间的距离为100μm，单模有源掺稀土纤芯4与第五多模有源掺稀土纤芯65芯芯之间的距离为40μm，单模有源掺稀土纤芯4与第六多模有源掺稀土纤芯66芯芯之间的距离为80μm，单模有源掺稀土纤芯4与第七多模有源掺稀土纤芯67芯芯之间的距离为40μm，单模有源掺稀土纤芯4与第八多模有源掺稀土纤芯68芯芯之间的距离为100μm，单模有源掺稀土纤芯4与第九多模有源掺稀土纤芯69芯芯之间的距离为80μm，单模有源掺稀土纤芯4与第十多模有源掺稀土纤芯610芯芯之间的距离为100μm，单模有源掺稀土纤芯4与第十一多模有源掺稀土纤芯611芯芯之间的距离为40μm，单模有源掺稀土纤芯4与第十二多模有源掺稀土纤芯612芯芯之间的距离为80μm。
单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65、第六多模有源掺稀土纤芯66、第七多模有源掺稀土纤芯67、第八多模有源掺稀土纤芯68、第九多模有源掺稀土纤芯69、第十多模有源掺稀土纤芯610、第十一多模有源掺稀土纤芯611、第十二多模有源掺稀土纤芯612轴线均与双包层光纤轴线平行； 单模有源掺稀土纤芯、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65、第六多模有源掺稀土纤芯66、第七多模有源掺稀土纤芯67、第八多模有源掺稀土纤芯68、第九多模有源掺稀土纤芯69、第十多模有源掺稀土纤芯610、第十一多模有源掺稀土纤芯611与第十二多模有源掺稀土纤芯612的掺稀土离子类型相同，均为钕离子； 双包层有源光纤内包层2直径为600μm，外包层3直径为800μm，长度为1米； 双包层有源光纤一端镀激光波长为1060nm时反射系数超过99％的高反射膜8，在单模有源掺稀土纤芯4的两端写入激光波长为1060nm时反射系数超过99％的光栅51与激光波长为1060nm时反射系数为10％的光栅52。
在双包层有源光纤的未镀高反射膜8的一端放置一个衍射光学元件，衍射光学元件由第一分束器91、第二分束器92与合束器93三部分构成。该衍射光学元件的工作波长为1060nm。
第一分束器91、第二分束器92的反射与传输比均为15∶85。
单模有源掺稀土纤芯4输出激光经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65、第六多模有源掺稀土纤芯66、第七多模有源掺稀土纤芯67、第八多模有源掺稀土纤芯68、第九多模有源掺稀土纤芯69、第十多模有源掺稀土纤芯610、第十一多模有源掺稀土纤芯611与第十二多模有源掺稀土纤芯612中。
同理，第一多模有源掺稀土纤芯61经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65、第六多模有源掺稀土纤芯66、第七多模有源掺稀土纤芯67、第八多模有源掺稀土纤芯68、第九多模有源掺稀土纤芯69、第十多模有源掺稀土纤芯610、第十一多模有源掺稀土纤芯611与第十二多模有源掺稀土纤芯612中。
第K多模有源掺稀土纤芯6K经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、...第K-1多模有源掺稀土纤芯6，K-1、第K+1多模有源掺稀土纤芯6，K+1、...第十二多模有源掺稀土纤芯612中，2≤K≤10。
第十一多模有源掺稀土纤芯611经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65、第六多模有源掺稀土纤芯66、第七多模有源掺稀土纤芯67、第八多模有源掺稀土纤芯68、第九多模有源掺稀土纤芯69、第十多模有源掺稀土纤芯610与第十二多模有源掺稀土纤芯612中。
第十二多模有源掺稀土纤芯611经第一分束器91与第二分束器92，85％的激光传输到合束器93，15％的激光经由第一分束器91与第二分束器92传输给单模有源掺稀土纤芯4、第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、第三多模有源掺稀土纤芯63、第四多模有源掺稀土纤芯64、第五多模有源掺稀土纤芯65、第六多模有源掺稀土纤芯66、第七多模有源掺稀土纤芯67、第八多模有源掺稀土纤芯68、第九多模有源掺稀土纤芯69、第十多模有源掺稀土纤芯610与第十一多模有源掺稀土纤芯611中。
因此，通过衍射光学元件中的第一分束器91、第二分束器92两部分，实现了单模有源掺稀土纤芯4与第一多模有源掺稀土纤芯61、...第十二多模有源掺稀土纤芯612的外腔耦合目的，使得第一多模有源掺稀土纤芯61、第二多模有源掺稀土纤芯62、...第十二多模有源掺稀土纤芯612输出激光的波长都谐振在写有光栅的单模有源掺稀土纤芯4构成的谐振腔产生的1060nm激光波长上。
第一多模有源掺稀土纤芯61、...第十二多模有源掺稀土纤芯612与单模有源掺稀土纤芯4输出的同波长的激光，通过合束器93实现相干合束，实现大功率单模激光输出。
分别用第一泵浦源1与第二泵浦源12对双包层光纤采用端面泵浦与侧面泵浦，大功率单模激光从衍射光学元件一端输出。
权利要求1.一种外腔耦合多根多模有源纤芯大功率单模激光器，它包括泵浦源、双包层有源光纤；双包层有源光纤包括一个单模有源掺稀土纤芯(4)与第一多模有源掺稀土纤芯(61)、...第N多模有源掺稀土纤芯(6N)、内包层(2)与外包层(3)，2≤N2≤12；单模有源掺稀土纤芯(4)位于内包层(2)的圆心；
单模有源掺稀土纤芯(4)、第一多模有源掺稀土纤芯(61)、...第N多模有源掺稀土纤芯(6N)中每根纤芯轴线与双包层光纤轴线平行；
单模有源掺稀土纤芯(4)的芯径小于等于5微米；
其特征为
双包层有源光纤一端镀对应激光波长的高反射膜(8)，在单模有源掺稀土纤芯(4)的两端写入对应激光波长的高反射光栅(51)与对应激光波长的部分反射光栅(52)；或双包层有源光纤一端镀对应激光波长的高反射膜(8)，在双包层有源光纤另一端的单模有源掺稀土纤芯(4)上写入对应激光波长的部分反射光栅(52)；在双包层有源光纤的未镀对应激光波长的高反射膜(8)的一端放置一个衍射光学元件，衍射光学元件由第一分束器(91)、第二分束器(92)与合束器(93)三部分构成；该衍射光学元件的工作波长为对应激光波长。
2.根据权利要求1所述的一种外腔耦合多根多模有源纤芯大功率单模激光器，其特征为第一泵浦源(1)和第二泵浦源(12)的泵浦方式为端面泵浦或侧面泵浦或同时进行端面泵浦与侧面泵浦。
专利摘要一种外腔耦合多根多模有源纤芯大功率单模激光器，属于高功率光纤激光器领域，该激光器采用的双包层有源光纤包括与第一多模有源掺稀土纤芯(61)、...第N多模有源掺稀土纤芯(6N)、内包层(2)与外包层(3)，2≤N2≤12；在双包层有源光纤的未镀对应激光波长的高反射膜(8)的一端放置一个衍射光学元件，衍射光学元件由第一分束器(91)、第二分束器(92)与合束器(93)三部分构成；该衍射光学元件的工作波长为对应激光波长。该实用新型实现了所有多模有源掺稀土纤芯谐振在写有光栅的单模有源掺稀土纤芯构成的谐振腔产生的激光波长上，降低了双包层有源光纤制作工艺难度，成品率高。
文档编号H01S3/067GK201584640SQ20102004686
公开日2010年9月15日 申请日期2010年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者胡旭东, 宁提纲, 裴丽, 周倩, 李晶, 王春灿, 张帆, 谭中伟 申请人:北京交通大学