本實用新型涉及光纖技術領域，尤其涉及一種光纖激光器泵浦源。

背景技術：

二極管激光器單管具有體積小、效率高等優(yōu)點，可用于泵浦光纖激光器。二極管激光器單管進行空間合束后，光束可耦合到光纖中作為光纖激光器的泵浦源。圖1是現有技術采用單管合束的光纖耦合模塊的示意圖?，F有的二極管激光器單管光纖耦合技術中，由于階梯板1上每個臺階上的二極管激光器單管2的數量相同，二極管激光器單管的光束合束后，總體光斑呈矩形，而會聚透鏡上還有一些地方沒有光束入射，并未充分利用滿足光纖的數值孔徑的圓形區(qū)域。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種光纖激光器泵浦源。以解決二極管激光器單管的光束合束后，并未充分利用滿足光纖的數值孔徑的圓形區(qū)域的問題。

為了實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種光纖激光器泵浦源，包括階梯板熱沉、二極管激光器單管、快軸準直透鏡、慢軸準直透鏡、反射鏡、會聚透鏡及光纖，其中階梯板熱沉至少兩排，每排上至少設有一個二極管激光器單管及對應每個二極管激光器單管的快軸準直透鏡、慢軸準直透鏡及反射鏡，會聚透鏡用于匯聚所有反射鏡的光束、且耦合進光纖內。

所述階梯板熱沉上至少有兩個臺階，每個臺階上放置一排二極管激光器單管，每排至少一個二極管激光器單管，且不同排中二極管激光器單管的數目可不相同。

所述二極管激光器單管120的條寬為100-200μm，輸出波長為800-1100nm。所述光纖170的芯徑為105-135μm，數值孔徑≤0.22。

每個二極管激光器單管發(fā)出的光束經過對應的快軸準直透鏡和慢軸準直透鏡對快軸和慢軸方向進行準直。

同一個臺階上的同一排的二極管激光器單管的光束被反射鏡反射后在慢軸方向上排列緊密，且光束之間具有預先設計的間隔。

不同臺階間的高度差使得不同排的二極管激光器單管發(fā)出的光束之間具有預先設計的間隔。

被多個反射鏡反射后的多排光束排列緊密，從而將更多二極管激光器單管的光束耦合進光纖中。

所述反射鏡可采用平面鏡或者棱鏡；所述會聚透鏡可以采用單個透鏡，也可以采用透鏡組。

在慢軸準直透鏡和會聚透鏡之間可加入擴束系統、縮束系統或偏振合束系統。

本實用新型的優(yōu)點及有益效果是：本實用新型中，階梯板的不同臺階上的二極管激光器單管的數量可以不同，從而可對更多的二極管激光器單管的光束進行合束，更充分地填充了耦合透鏡上的空間，且具有高亮度的特性。采用本實用新型的結構，可將更多二極管激光器單管發(fā)出的光束耦合進光纖，從而提高光纖激光器的泵浦功率。

附圖說明

圖1是現有技術的光纖激光器泵浦源的結構示意圖；

圖2是本實用新型一實施例的結構示意圖；

圖3是本實用新型一實施例的俯視圖；

圖4是本實用新型一實施例的側視圖；

圖5是本實用新型一實施例的會聚透鏡上的光斑模擬圖；

圖6是本實用新型一實施例的會聚透鏡焦平面上的光斑模擬圖。

其中：110為階梯板熱沉，120為二極管激光器單管，120.1-120.10為第一到第十二極管激光器單管，154為快軸準直透鏡，154.1-154.10為第一到第十快軸準直透鏡，158為慢軸準直透鏡，158.1-158.10為第一到第十慢軸準直透鏡，162為反射鏡，162.1-162.10為第一到第十反射鏡，166為會聚透鏡，170為光纖。

具體實施方式

二極管激光器單管光纖耦合的一種現有技術是：階梯板上每個臺階上的二極管激光器單管的數量相同，二極管激光器單管的光束合束后，總體光斑呈矩形，而會聚透鏡上還有一些地方沒有光束入射，并未充分利用滿足數值孔徑的圓形區(qū)域。

本實用新型的設計構思是：針對現有單管合束的光纖耦合技術中，射到會聚透鏡上的光斑總體上呈矩形，并未充分利用滿足數值孔徑的圓形區(qū)域的問題。本發(fā)明根據如下原理：光纖的數值孔徑限制要求入射的光線的角度需要小于一定數值的原理，對于平行于光軸射入會聚透鏡的光線，當光線落在會聚透鏡上距中心一定半徑以內的位置上時，光線經過會聚透鏡后是滿足光纖的數值孔徑的。因此，會聚透鏡上滿足數值孔徑的區(qū)域為圓形。本實用新型利用階梯板和一組反射鏡調整光束，使多排二極管激光器單管發(fā)出的光束較緊密地排布，更充分地填充了耦合透鏡上滿足數值孔徑的空間，如二極管激光器單管具有體積小、效率高等優(yōu)點，可用于泵浦光纖激光器。二極管激光器單管進行空間合束后，光束可耦合到光纖中作為光纖激光器的泵浦源。

如圖1-4所示，本實用新型提供的一種光纖激光器泵浦源，包括階梯板熱沉110、二極管激光器單管120、快軸準直透鏡154、慢軸準直透鏡158、反射鏡162、會聚透鏡166及光纖170，其中階梯板熱沉110至少兩排，每排上至少設有一個二極管激光器單管120及對應每個二極管激光器單管120的快軸準直透鏡154、慢軸準直透鏡158及反射鏡162，會聚透鏡166用于匯聚所有反射鏡162的光束、且耦合進光纖170內。

所述階梯板熱沉110上至少有兩個臺階，每個臺階上放置一排二極管激光器單管120，每排至少一個二極管激光器單管120，且不同排中二極管激光器單管120的數目可不相同。每個二極管激光器單管120發(fā)出的光束經過對應的快軸準直透鏡154和慢軸準直透鏡158對快軸和慢軸方向進行準直。

所述二極管激光器單管120的條寬為100-200μm，輸出波長為800-1100nm。所述光纖170的芯徑為105-135μm，數值孔徑≤0.22。

同一個臺階上的同一排的二極管激光器單管120的光束被反射鏡162反射后在慢軸方向上排列緊密，且光束之間具有預先設計的間隔。不同臺階間的高度差使得不同排的二極管激光器單管120發(fā)出的光束之間具有預先設計的間隔。被多個反射鏡162反射后的多排光束排列緊密，從而將更多二極管激光器單管120的光束耦合進光纖170中。

所述反射鏡162可采用平面鏡或者棱鏡；所述會聚透鏡166可以采用單個透鏡，也可以采用透鏡組，以減小像差。在慢軸準直透鏡158和會聚透鏡166之間可加入其它光學系統，如擴束系統、縮束系統或偏振合束系統。

實施例

本實用新型提供的一種光纖激光器泵浦源，包括六排階梯板熱沉110，每排上設一至兩個二極管激光器單管120，對應每個二極管激光器單管120的快軸準直透鏡154、慢軸準直透鏡158及反射鏡162。階梯板熱沉110具有六個臺階，每個臺階在z方向上的長度為10mm，在y方向上的高度為0.8mm。每個臺階上擺放一排二極管激光器單管120。第一排擺放一個二極管激光器單管120，第二至五排每排擺放兩個二極管激光器單管120，第六排擺放一個二極管激光器單管120。

二極管激光器單管120的波長為976nm，快軸方向沿y軸，慢軸方向沿z軸。二極管激光器單管120的出光區(qū)域快軸方向寬2μm，慢軸方向寬100μm。二極管激光器單管120發(fā)出的光束的快軸方向光束參數積為0.6mm·mrad，慢軸方向光束參數積為4mm·mrad?？燧S準直透鏡154的焦距為0.53mm，慢軸準直透鏡154的焦距為17mm，會聚透鏡166的焦距為15mm。經過準直后，快軸方向光斑寬度小于0.7mm，慢軸方向光斑寬度小于2.8mm。

反射鏡162采用平面鏡，同一臺階上相鄰的二極管激光器單管120中心間隔5mm，對應的反射鏡162中心z方向上間隔也為5mm。二極管激光器單管120的光束經反射鏡162反射后沿z方向傳播，同一排的光斑中心間隔為3mm，相鄰排的光斑中心間隔為0.8mm。光纖170數值孔徑為0.22，芯徑為100μm。

圖5是經反射鏡反射后的光束照在會聚透鏡上的光斑模擬圖。如圖5所示，十個光斑排列的比較緊密，能夠比較充分地利用會聚透鏡166上滿足數值孔徑的圓形區(qū)域。

如果不是采用六排每排一至兩個，共十個二極管激光器發(fā)光單元120，而是采用現有技術的四排每排兩個，共八個二極管激光器發(fā)光單元120，則八個二極管激光器發(fā)光單元120發(fā)出的光束在會聚透鏡166上的光斑也位于符合數值孔徑的圓形區(qū)域內。但相比之下，符合數值孔徑的區(qū)域內只包含了8個光斑。

圖6是會聚透鏡焦平面上的光斑模擬圖。如圖6所示，經過會聚透鏡166會聚的光束能夠耦合進光纖170中。

綜上所述，本實用新型提供的的一種高亮度光纖激光器泵浦源，包含階梯板熱沉上的多排二極管激光器單管，且不同排中二極管激光器單管的數目可以不相同。多排二極管激光器單管發(fā)出的光束采用多個反射鏡反射后，實現比較緊密的排布，再由會聚透鏡會聚進光纖中。本實用新型的光纖耦合裝置可將更多二極管激光器單管的光束耦合進光纖中。