專利名稱：：具有激勵光源保護裝置的光纖激光裝置的制作方法具有激勵光源保護裝置的光纖激光裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
[0001本發(fā)明涉及配備泵浦源保護裝置的光纖激光裝置。
背景技術(shù)：
：[0002j近年來，利用摻稀土元素光纖得到激光的技術(shù)進步，特別是，處理用途的光纖激光技術(shù)的進步是顯著的。至今，人們還研究利用上變換過程得到激光的技術(shù)，該激光的波長短于可見光的波長，而利用光纖激光器得到各種波長的激光已成為可能(Non-patentPublication1和PatentPublication1)。Non-patentPublication1:"Erbium-dopedOpticalFiberAmplifiers",editedbyShoichiSudo;TheOptronicsCo.,Ltd.(2002)PatentPublication2:JapanesePatentApplicationPublication2005-26475
發(fā)明內(nèi)容[0003然而，取決于諸如泵浦源，摻稀土元素光纖和諧振器等的結(jié)構(gòu)以及需要得到的激光波長，存在這樣一個問題，振蕩的激光入射到泵浦源上而使泵浦源損壞。i00041利用隔離器可以保護泵浦源免遭泵浦光的返回光。由于在隔離器中存在波長的吸收，該波長不同于泵浦光的波長，它可以保護泵浦源。然而，由于它不是為此目的設(shè)計的，在使用中出現(xiàn)不確定性和各種問題。取決于泵浦源的波長，出現(xiàn)的問題是隔離器的價格高且不是通用的。10005j本發(fā)明考慮到以上的情況，其目的是提供一種穩(wěn)定的激光裝置，可以防止振蕩的激光對泵浦源的損壞。10006j按照本發(fā)明，在至少配備泵浦源，摻稀土元素光纖和諧振器的光纖激光裝置中，提供一種配備泵浦源保護裝置的光纖激光裝置，該保護裝置放置在泵浦源與諧振器之間，防止諧振器產(chǎn)生的激光入射到泵浦源上，但是沒有隔離器功能。[0007J圖1表示按照本發(fā)明一個最低價格的光纖激光裝置結(jié)構(gòu)，該激光裝置配備泵浦源保護裝置；圖2表示沒有圖1所示泵浦源保護裝置的結(jié)構(gòu)；圖3表示按照本發(fā)明具有泵浦源保護裝置的一種結(jié)構(gòu)，在光纖激光裝置中配備激光反射鏡；和圖4表示沒有圖3所示泵浦源保護裝置的一種結(jié)構(gòu)。具體實施方式100081本發(fā)明可應(yīng)用于光傳輸領(lǐng)域，例如，評價和測量，以及光通信領(lǐng)域中通信系統(tǒng)。[00091例如，上述的泵浦源保護裝置是一種可以衰減諧振器產(chǎn)生的激光的裝置，其中利用至少一種選自吸收，反射，散射和分路的方法。[OOIOI例如，上述的光纖激光裝置是這樣的光纖激光裝置，其中泵浦源至少包含一個二極管激光器，其中摻稀土元素光纖是摻稀土元素的氟化物光纖或摻稀土元素的氧化氟光纖，和其中諧振器產(chǎn)生的激光波長是相對于泵浦源波長的較短波長。lOOllj此外，例如，上述的光纖激光裝置是這樣的光纖激光裝置，其中泵浦源至少包含一個0.5-l.lnm波段的二極管激光器，其中摻稀土元素光纖是氟化物光纖，至少芯部摻至少一種選自Er，Tm,Pr，Nd和Ho的稀土元素，和其中諧振器產(chǎn)生的激光是從300nm至800nm的可見光。[00121此外，例如，上述的光纖激光裝置是這樣的光纖激光裝置，其中摻稀土元素光纖的吸收用作泵浦源保護裝置的激光屏蔽措施。[0013!此外，例如，上迷的光懺激光裝置是這樣的光纖激光裝置，其中摻稀土元素光纖中的稀土元素至少是Pr,Nd,Sm，Eu,Tb,Dy,Ho和Tm中的一種。100141借助于在泵浦源與諧振器之間安排一個泵浦源保護裝置，該泵浦源保護裝置可以防止或抑制產(chǎn)生的激光入射到泵浦源上，從而可以得到一種防止泵浦源損壞和穩(wěn)定運行的光纖激光裝置。0015在本發(fā)明中，光纖激光裝置至少配備泵浦源，摻稀土元素光纖和諧振器，以及放置在泵浦源與諧振器之間的保護裝置，用于防止諧振器產(chǎn)生的振蕩激光入射到泵浦源上，可以解決以上的問題。相對于泵浦光有少量損耗的裝置被用作保護裝置。然而，利用至少一種選自反射，吸收和散射的方法，可以防止激光進入泵浦源而損壞泵浦源。因此，可以得到一種有穩(wěn)定輸出的光纖激光裝置。0016|以下，參照附圖詳細地描述本發(fā)明。[ooni圖i是本發(fā)明光纖激光裝置例子的示意圖。光纖激光裝置是由泵浦源IOI，第一光纖Bragg光柵103，摻稀土元素光纖104，第二光纖Bragg光柵105,和泵浦源保護裝置102(激光吸收光纖)構(gòu)成。1()0181由于泵浦源101是一種用于激勵摻稀土元素光纖104中稀土元素的光源，它不局限于二極管激光器，也不局限于這種波長。取決于稀土元素的種類和需要得到的激光波長，可以用合適的光源代替它。例如，可以利用二極管激光器，光纖耦合的二極管激光器，二極管泵浦的固態(tài)激光器，二極管泵浦的光纖激光器，二極管泵浦的拉曼激光器，和這些的波長轉(zhuǎn)換激光器。10019j利用第一光纖Bragg光柵103和第二光纖Bragg光柵105，形成Fabry-Perot型諧振器。光纖Bragg光柵(FBG)是一種方便的耦合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以省略通過空間的耦合系統(tǒng)。然而，一般的光纖Bragg光柵有相對于波長的尖銳反射峰值。所以，在這個例子中，反射峰值波長在第一光纖Bragg光柵103與第二光纖Bragg光柵IO5之間必須充分地匹配。在某些情況下，利用其中一個有寬帶反射特征的光纖Bragg光柵，可以提高這兩個光纖Bragg光柵的反射波長匹配度。10020j我們不局限于利用光纖Bragg光柵。能夠從增益波段中反射特定波長的光就足夠了，從而能使諧振器產(chǎn)生激光振蕩。例如，第一光纖Bragg光柵103和第二光纖Bragg光柵105中的任何一個可以有反射鏡結(jié)構(gòu)，或二者都是反射鏡。|0021j在這個例子中，即使利用環(huán)形諧振器或由多個環(huán)形諧振器形成的組合諧振器，也是可行的，我們不必使用光纖Bragg光柵制成Fabry-Perot型諧振器。此外，任選地，可以插入空間耦合型光學(xué)元件，例如，用于較窄波段的標(biāo)準(zhǔn)具或用于波長可變的衍射光柵到諧振器中。|0022在利用激光吸收光纖作為泵浦源保護裝置102的情況下，可以確定需要添加到激光吸收光纖中的稀土元素，它取決于泵浦源的波長和需要得到的激光波長。在表l中給出一些例子。此外，還可以利用摻過渡元素光纖，微晶體分散光纖，等等。泵浦源有小的損耗，而得到的激光對吸收和散射有大的損耗是必需的。表ll<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>100231泵浦源保護裝置102是一個用于保護泵浦源的裝置，可以使泵浦源免遭從諧振器中泄漏的激光。所以，該保護裝置必須安排在泵浦源與諧振器之間。具體地說，它必須安裝在泵浦光與引導(dǎo)泵浦光進入諧振器的復(fù)用元件之間。作為復(fù)用元件，可以利用有二色性功能的FBG,熔融延伸光纖元件，二向色反射鏡，等等。[0024|雖然在這個例子中使用激光吸收光纖，但是它不局限于這種方法，作為另一個方案，可以利用選擇性吸收特定波長的濾波器。此外，還可以利用反射，散射或分路的方法。[00251若我們不能得到足夠的激光衰減因子，則可以利用串聯(lián)的相同的裝置，或可以同時使用多種方法。例1[0026j以下，通過舉例描述本發(fā)明。[00271圖1是例1中光纖激光裝置的示意圖。該光纖激光器是由泵浦源IOI,第一光纖Bragg光柵103，摻稀土元素光纖104，第二光纖Bragg光柵105,和泵浦源保護裝置102(激光吸收光纖)構(gòu)成。作為泵浦源IOI，利用波長為974nm的二極管激光器。利用第一光纖Bragg光柵103和第二光纖Bragg光柵105形成Fabry-Perot型諧振器。利用第一光纖Bragg光柵103在波長543nm的反射率為99%和第二光纖Bragg光柵105在波長543nm的反射率為80%。00281作為泵浦源保護裝置102(激光吸收光纖)，利用摻鈥的氟化物光纖，其中摻鈥濃度為3000ppm和長度為100cm。由于鈥的吸收，543nm的激光被衰減65dB或更大，而974nm的泵浦光幾乎沒有被衰減。00291在這個實施例中，作為摻稀土元素光纖104，利用長度為200cm的摻鉺的氟化物光纖。0030I從泵浦源101輸出的泵浦光激勵摻鉺的氟化物光纖中的鉺，該光纖是摻稀土元素光纖104。在這種情況下，摻鉺的氟化物光纖產(chǎn)生在543nm附近的ASE光。在ASE光中，波長為543nm的激光凈皮第一光纖Bragg光柵103和第二光纖Bragg光柵105反射，可以逐漸得到增益并在第一光纖Bragg光柵103與第二光纖Bragg光柵105之間形成激光振蕩。波長為543nm的激光主要是從第二光纖Bragg光柵105側(cè)輸出，但是，它也從第一光纖Bragg光柵103側(cè)輸出。這個激光試圖入射到泵浦源101上。然而，泵浦源保護裝置102吸收從第一光纖Bragg光柵103側(cè)輸出的激光。所以，最終從第一光纖Bragg光柵103側(cè)輸出的激光不影響泵浦源101。因此，泵浦源101免遭振蕩激光的影響，并可以穩(wěn)定地運行。由于上述的原因，我們得到一個穩(wěn)定運行的激光裝置。[00311在這種結(jié)構(gòu)的光纖激光裝置中，從泵浦源101輸出500mW的泵浦功率。因此，我們得到5mW的輸出。00321(比較例1)比較例1有與例1相同的結(jié)構(gòu)，不同的是，它省略泵浦源保護裝置。如圖2所示，由于省略泵浦源保護裝置，當(dāng)波長為543nm的振蕩發(fā)生的同時，泵浦源受到損壞。例0033圖3是例2的光纖激光裝置的示意圖。該光纖激光器是由泵浦源301,第一透鏡302，第一諧振器反射鏡304，第二透鏡305，摻稀土元素光纖306,第三個透鏡307，第二諧振器反射鏡308，和泵浦源保護裝置303(激光反射鏡)構(gòu)成。利用與例1中相同的泵浦源301和摻稀土元素光纖306。[00341介質(zhì)多層薄膜用作第一諧振器反射鏡304和第二諧振器反射鏡308。第一諧振器反射鏡304傳輸98%的泵浦光和反射99%的550nm波段的光。第二諧振器反射鏡308反射96%的泵浦光和反射60%的550nm波段的光。100351利用準(zhǔn)直透鏡作為第一透鏡302，第二透鏡305和第三個透鏡307。作為泵浦源保護裝置303(激光反射鏡)，利用介質(zhì)多層薄膜濾波器，在45。入射角下，該薄膜濾波器反射等于或大于99%的550nm波段的光。[00361從泵浦源301輸出的泵浦光被第一透鏡302準(zhǔn)直。傳輸通過第一諧振器反射鏡304的泵浦光被第二透鏡305會聚，并入射到摻稀土元素光纖306的輸入端，從而在第一諧振器反射鏡304與第二諧振器反射鏡308之間形成激光振蕩。激光主要是從第二諧振器反射鏡308側(cè)輸出，但是，它也從第一諧振器反射鏡304側(cè)輸出。這個激光試圖入射到泵浦源301上。然而，作為泵浦源保護裝置303的激光反射鏡反射從第一諧振器反射鏡304側(cè)輸出的激光。所以，最終從第一諧振器反射鏡304側(cè)輸出的激光不影響泵浦源301。因此，泵浦源301免遭振蕩激光的影響，并可以穩(wěn)定地運行。由于上述的原因，我們得到一個穩(wěn)定運行的激光裝置。[0037I在這種結(jié)構(gòu)的光纖激光裝置中，從泵浦源301輸出500mW的泵浦功率。因此，我們得到lmW的輸出。0038(比較例2)比較例2是例2中省略泵浦源保護裝置的情況。如圖4所示，由于省略泵浦源保護裝置，當(dāng)波長為543nm的振蕩發(fā)生時，泵浦源逐漸受到損壞。泵浦源的輸出就降低，且550nm波段的激光輸出也降低。所以，不可能得到一個穩(wěn)定的激光器。權(quán)利要求1.在配備泵浦源，摻稀土元素光纖，和諧振器的光纖激光裝置中，該光纖激光裝置配備泵浦源保護裝置，該泵浦源保護裝置放置在泵浦源與諧振器之間，防止諧振器產(chǎn)生的激光入射到泵浦源上，但是沒有隔離器功能。2.按照權(quán)利要求1的光纖激光裝置，其中泵浦源保護裝置，至少利用一種選自吸收，反射，散射和分路中的方法衰減諧振器產(chǎn)生的激光。3.按照權(quán)利要求1或2的光纖激光裝置，其中泵浦源至少包含一個二極管激光器，其中摻稀土元素光纖是摻稀土元素的氟化物光纖或摻稀土元素的氧化氟光纖，和其中由諧振器產(chǎn)生的激光波長是相對于泵浦源波長的較短波長。4.按照權(quán)利要求3的光纖激光裝置，其中泵浦源至少包含一個0.5-l.l|im波段的二極管激光器，其中摻稀土元素光纖是氟化物光纖，至少芯部摻至少一種選自Er,Tm,Pr,Nd和Ho中的稀土元素，和其中由諧振器產(chǎn)生的激光是從300nm至800nm的可見光。5.按照權(quán)利要求4的光纖激光裝置，其中摻稀土元素光纖的吸收用作泵浦源保護裝置的激光屏蔽裝置。6.按照權(quán)利要求5的光纖激光裝置，其中摻稀土元素光纖中的稀土元素至少是Pr，Nd，Sm，Eu，Tb，Dy，Ho，和Tm中的一種元素。全文摘要一種光纖激光裝置，包括激勵光源，添加稀土元素的光纖，諧振器，和激勵光源保護裝置，該激勵光源保護裝置安排在激勵光源與諧振器之間，但是沒有隔離器功能，用于防止諧振器產(chǎn)生的激光進入激勵光源。文檔編號H01S3/06GK101263634SQ20068003399公開日2008年9月10日申請日期2006年9月5日優(yōu)先權(quán)日2005年9月14日發(fā)明者久保田能德,手島卓也申請人:中央硝子株式會社