双包层光纤激光器 【技术领域】
本发明涉及激光器，特别涉及一种双包层光纤激光器。
背景技术
让更多的泵浦光进入双包层光纤激光器的内包层，是提高光纤激光器输出功率的重要前提。现有技术中，双包层光纤激光器采用端面泵浦方法向双包层光纤输入泵浦光，即从双包层光纤的端面输入泵浦光(参见武自录等人发表的“掺Yb3+双包层光纤激光器的数值分析”，《光学学报》第31卷，第3期，2002.3)。这种双包层光纤激光器虽然能比较有效地把半导体泵浦激光从端面耦合进入其双包层光纤的内包层，但需要用较大孔径的透镜聚焦才能把大功率半导体泵浦激光从端面耦合进入该内包层，整个系统不够稳定，限制了光纤激光器的实际应用。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种双包层光纤激光器，以提高该双包层光纤激光器的系统稳定性，并且提高其输出功率。
本发明技术解决方案的原理是：利用刻录在双包层光纤激光器双包层光纤内包层中条纹倾斜(条纹取向与光纤轴线方向成一定角度)的光纤布啦格光栅的衍射作用，把从双包层光纤侧面入射的泵浦光衍射到内包层中，实现对纤芯掺杂离子的抽运。当半导体激光器所发出地泵浦激光经准直透镜组准直投射于内包层的倾斜布啦格光栅上，经光栅衍射的泵浦光在内包层中入射于内包层与外包层的交界面上，由于内包层的折射率略大于外包层的折射率，而且衍射光在交界面上的入射角大于全反射的临界角，因此泵浦光可以在内包层中不断发生全反射而得以在其中传输，同时不断穿越纤芯而被掺杂离子所吸收，实现其泵浦作用。
本发明的技术解决方案如下：
一种双包层光纤激光器，其特点是包括双包层光纤、准直透镜组及半导体激光器，其中双包层光纤包括涂敷层、外包层、具有光敏性的内包层、掺杂纤芯及刻在内包层中条纹倾斜的光纤布啦格光栅，所述各部件的关系是：半导体激光器发出的泵浦激光经准直透镜组准直后从双包层光纤的侧面投射于双包层光纤的光纤布啦格光栅上，经光纤布啦格光栅衍射注入内包层。
所述双包层光纤可在其多个部位设置光纤布啦格光栅，该光纤布啦格光栅分别把从双包层光纤的侧面投射于其上的泵浦激光衍射到所述内包层中。
本发明通过刻录在其双包层光纤内包层中条纹倾斜的光纤布啦格光栅的衍射作用，把半导体泵浦激光从侧面耦合进入内包层，对掺杂纤芯中的掺杂离子进行泵浦，简单可行，能有效地避免端面泵浦的双包层光纤激光器的不稳定性，提高系统稳定性；同时本发明可在其双包层光纤的多个部位从侧面将泵浦激光耦合进内包层，增大进入内包层的泵浦光功率，从而提高双包层光纤激光器的输出功率。
以下结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
【附图说明】
图1为本发明双包层光纤激光器的结构示意图。
【具体实施方式】
如图1所示，本发明双包层光纤激光器包括双包层光纤1、准直透镜组2及半导体激光器3，其中双包层光纤1包括涂敷层11、外包层12、具有光敏性的内包层13、掺杂纤芯14及刻在内包层13中条纹倾斜的光纤布啦格光栅15。各部件的关系是：半导体激光器(LD)3发出的泵浦激光经准直透镜组2准直后从双包层光纤1的侧面投射于双包层光纤1的光纤布啦格光栅15上，经光纤布啦格光栅15的衍射注入内包层13，该衍射光经内包层13和外包层12之间的界面全反射在内包层13内传输，并在传输过程中不断穿越掺杂纤芯14对其中的掺杂离子进行泵浦。
下面是一个具体实施例：
双包层光纤激光器采用内包层具有光敏性、横向尺寸为400×400μm、直径为9μm的双包层光纤，其掺杂纤芯掺Yb3+离子。该双包层光纤激光器的半导体激光器发出975nm波长的激光(采用与掺杂纤芯掺杂元素吸收谱中心波长一致的半导体激光)，输出功率为2W。在双包层光纤上剥去1cm长的涂敷层和外包层，露出内包层，用紫外激光在内包层中刻录条纹倾斜的光纤布啦格光栅，该光栅的条纹取向与光纤轴线成45°角，光栅的条纹间距取0.47μm(条纹间距由泵浦光的波长和条纹倾角确定)，光栅对975nm的半导体激光的峰值衍射效率大于90％。当波长为975nm的半导体多模泵浦激光经准直透镜组准直后从双包层光纤的侧面投射到光纤布啦格光栅上，在内包层内该泵浦激光与光栅法线方向成45°角，则经光栅衍射的泵浦激光将在内包层中传输，对掺杂纤芯中的掺杂离子进行泵浦。而在掺杂纤芯中产生的激光因其波长与光纤布啦格光栅的参数不满足布啦格条件，可从纤芯中传出而不受光栅的影响。
综上所述，本发明利用刻录在双包层光纤内包层中条纹倾斜的光纤布啦格光栅的衍射作用，把半导体泵浦激光从侧面耦合进入内包层，并在内包层中传输，不断穿越光纤的掺杂纤芯，对掺杂纤芯中的掺杂离子进行泵浦，实现对双包层光纤的侧面泵浦。由此本发明能有效地避免端面泵浦的双包层光纤激光器的不稳定性。
同时本发明可在其双包层光纤的多个部位设置光纤布啦格光栅，这些光纤布啦格光栅分别把从双包层光纤侧面投射于其上的泵浦激光衍射到双包层光纤内包层中对掺杂纤芯中的掺杂离子进行泵浦，增大了进入内包层的泵浦光功率，从而提高了光纤激光器的输出功率。