Fiber fixture and fiber laser

Abstract

This disclosure discloses a fiber fixture (1), which has an arc-shaped curved clamping portion (1A) adapted to clamp an optical fiber, and the curved clamping portion (1A) is configured to be used as a long-period grating together with the clamped optical fiber by maintaining the clamped optical fiber in a predetermined composite bent shape. The disclosure further provides a fiber laser (100), which comprises an alignment light module (20), a resonant cavity module (40), and a reverse light isolation module (30) arranged between the alignment light module (20) and the resonant cavity module (40) and comprising a long-period grating assembly (31), which consists of at least one fiber fixture (1) and a clamped optical fiber, and a cladding mode stripper (32). According to some exemplary embodiments, a desired long-period grating can be provided simply by clamping the optical fiber with the fiber fixture, thereby filtering out the undesired light transmitted in the reverse direction, avoiding the returned light from damaging the alignment light source and the optical fiber, and reducing the SRS effect of the system.

Description

FIBER FIXTURE AND FIBER LASERTECHNICAL FIELD

[0001] This disclosure relates to the technical field of fiber lasers, in particular to a fiber fixture and a fiber laser comprising the fiber fixture.BACKGROUND ART

[0002] A typical fiber laser usually comprises an alignment light path, multiple pump sources, a resonant cavity, and a beam combiner for coupling alignment light from the alignment light path and pump light from the multiple pump sources into the resonant cavity. The resonant cavity typically comprises a high-reflectivity Bragg grating, a gain fiber, and a low-reflectivity Bragg grating. As a result of the incomplete reflection of the high-reflectivity Bragg grating in the resonant cavity, signal light generated within the resonant cavity, unabsorbed residual pump light and / or Raman light generated by the entire oscillation system may pass through the high-reflectivity Bragg grating and then be transmitted through the fiber core in a reverse direction to the alignment light path. For example, for a 3kW fiber laser, the power of such reversely transmitted light may exceed 100W, which will damage the optical fiber, the alignment light source and even the entire oscillation system, severely affecting the reliability and stability of the fiber laser.

[0003] To address the above problem of reverse transmission of light, a solution commonly used at present is to add multiple turns of fiber windings and a cladding mode stripper between the alignment light path and the resonant cavity to remove the reversely transmitted light. However, such a winding structure has limited effect on eliminating the reversely transmitted light, and a large amount of reversely transmitted light still remains in the fiber core after passing through the winding structure. There is also a solution to introduce a long-period fiber grating between the alignment light path and the resonant cavity to remove the reversely transmitted light from the fiber core, and this long-period fiber grating is usually obtained by using techniques such as CO2 ablation, ultraviolet lithography, electrode discharge, excimer laser etching, etc., which obviously will increase the manufacturing complexity and cost of the fiber laser. It can be seen that there is still much room for improvement in the prior art in eliminating reversely transmitted light in the fiber laser.

[0004] SUMMARY OF THE DISCLOSURE

[0005] A purpose of the disclosure is to provide a fiber fixture and an improved fiber laser having such fiber fixture, which can at least partially solve the problems existing in the prior art.

[0006] According to a first aspect of the disclosure, there is provided a fiber fixture, which has an arc-shaped curved clamping portion adapted to clamp an optical fiber, and the curved clamping portion is configured to be used as a long-period grating together with the clamped optical fiber by maintaining the clamped optical fiber in a predetermined composite bent shape.

[0007] According to an optional embodiment, the curved clamping portion comprises at least one wave-shaped clamping section composed of oppositely arranged wave-like clamping surfaces, and each wave-like segment of the at least one wave-shaped clamping section has a radius of curvature dependent on a grating period for coupling light of at least one corresponding target wavelength from a fiber core into a cladding of the clamped optical fiber, wherein the radius of curvature satisfies the following relationship:

[0008] wherein θ is a central angle of the wave-like segment, lz is a chord length corresponding to the wave-like segment, and m is an integer greater than 1.

[0009] According to an optional embodiment, each of the wave-shaped clamping sections has at least three continuous wave-like segments.

[0010] According to an optional embodiment, the central angle of each wave-like segment of the at least one wave-shaped clamping section is less than 90 degrees.

[0011] According to an optional embodiment, the fiber fixture has a first clamping block and a second clamping block, wherein the first clamping block has a wave-shaped first clamping surface, the second clamping block has a wave-shaped second clamping surface arranged opposite to the wave-shaped first clamping surface and matched in shape therewith, the first clamping block is configured to be movable and fixable, relative to the second clamping block, between a first position where the first clamping surface and the second clamping surface are in surface contact and a second position where the first clamping surface and the second clamping surface are separated by a predetermined distance.

[0012] According to an optional embodiment, a peripheral portion of the first clamping block includes an arc-shaped first section and an arc-shaped second section which are continuous in a circumferential direction, wherein the first section serves as the first clamping surface, and the second section serves as a curved winding surface of a curved winding portion.

[0013] According to an optional embodiment, the curved clamping portion is formed in the shape of a minor arc as a whole, and the curved winding portion is formed in the shape of a major arc.

[0014] According to an optional embodiment, the second clamping block comprises a boss portion and a bearing portion, wherein the bearing portion is formed with a bearing plane for bearing the first clamping block, the boss portion protrudes from the bearing plane and forms the second clamping surface, and the first clamping block is configured to be slidable and fixable along the bearing plane close to and away from the second clamping surface.

[0015] According to an optional embodiment, the fiber fixture further has an arc-shaped curved winding portion adapted to be wound around by a non-clamped part of the clamped optical fiber.

[0016] According to an optional embodiment, the curved winding portion has a radius of curvature dependent on the tensile strength of the clamped optical fiber.

[0017] According to an optional embodiment, the curved winding portion has a diameter more than 200 times the diameter of the clamped optical fiber.

[0018] According to an optional embodiment, the fiber fixture further has a position locking mechanism adapted to lock and release the first clamping block relative to the second clamping block.

[0019] According to a second aspect of the disclosure, there is provided a fiber laser, which comprises: an alignment light module; a resonant cavity module; and a reverse light isolation module, which is arranged between the alignment light module and the resonant cavity module and comprises a long-period grating assembly, which consists of at least one fiber fixture according to the first aspect of the disclosure and a clamped optical fiber, and a cladding mode stripper.

[0020] According to an optional embodiment, a laser beam originating from the alignment light module is input from the side of the cladding mode stripper into the reverse light isolation module, and is input into the resonant cavity module after passing through the reverse light isolation module.

[0021] According to an optional embodiment, the long-period grating assembly is configured to couple a reversely transmitted fiber core laser beam originating from the resonant cavity module into a cladding, and the cladding mode stripper is adapted to eliminate the laser beam which is coupled into the cladding.

[0022] According to an optional embodiment, the curved clamping portion of at least one fiber fixture of the long-period grating assembly comprises a first wave-shaped clamping section, wherein the first wave-shaped clamping section and a corresponding clamped fiber section thereof are configured to be a first long-period grating adapted to couple a reversely transmitted signal light originating from the resonant cavity module into the cladding.

[0023] According to an optional embodiment, the curved clamping portion of at least one fiber fixture of the long-period grating assembly further comprises: a second wave-shaped clamping section, wherein the second wave-shaped clamping section and a corresponding clamped fiber section thereof are configured to be a second long-period grating adapted to couple a reversely transmitted Raman light originating from the resonant cavity module into the cladding; and / or a third wave-shaped clamping section, wherein the third wave-shaped clamping section and a corresponding clamped fiber section thereof are configured to be a third long-period grating adapted to couple a reversely transmitted pump light originating from the resonant cavity module into the cladding.

[0024] According to an optional embodiment, the clamped optical fiber is configured to be wound for at least one circle around the first clamping block of the fiber fixture having a first clamping surface and a curved winding surface running continuously in the circumferential direction so as to be clamped by the corresponding wave-shaped clamping section of the curved clamping portion at the first clamping surface.

[0025] According to an optional embodiment, the fiber laser further comprises a mode field adapter arranged between the alignment light module and the reverse light isolation module.

[0026] According to an optional embodiment, the resonant cavity module comprises a forward pump source, a forward beam combiner, a high-reflectivity Bragg grating, a gain fiber, a low-reflectivity Bragg grating, a reverse beam combiner, a reverse pump source, a further cladding mode stripper and an output head arranged in order along a forward output direction of the alignment light module.

[0027] According to some exemplary embodiments of the disclosure, a long-period grating can be provided at a suitable position on the optical path of the fiber laser in a simple and convenient manner by using a simple-structured fiber fixture. Owing to its composite curved shape, the long-period grating is suitable for filtering out light in a larger wavelength range, centered on a target wavelength, from the fiber core and coupling it into the cladding, and preferably, by further providing a curved winding portion for the optical fiber, it can couple more of the light in this wavelength range from the fiber core into the cladding simply by bending the optical fiber, so that reversely transmitted light of various components can be coupled from the fiber core into the cladding as much as possible in the fiber laser, which helps to filter them out of the cladding, thereby isolating the reversely transmitted light, protecting the alignment light module, lowering the possibility of fiber fuse, and reducing the SRS, i.e. stimulated Raman scattering, effect of the system.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0028] The principles, characteristics and advantages of the disclosure can be better understood through the detailed description below with reference to the accompany drawings, in which:

[0029] FIG. 1A and FIG. 1B show a plan view of a first clamping block and a second clamping block, respectively, of a fiber fixture according to an exemplary embodiment of the disclosure;

[0030] FIG. 2 shows a plan view of a fiber fixture according to an exemplary embodiment of the disclosure;

[0031] FIG. 3 shows a perspective view of a fiber fixture according to an exemplary embodiment of the disclosure;

[0032] FIG. 4 shows a perspective view of a fiber fixture according to an exemplary embodiment of the disclosure viewed from another angle, in which the first clamping block is separated from the second clamping block by a larger distance;

[0033] FIG. 5 schematically shows a wave-like segment of a wave-shaped clamping section of a curved clamping portion of the fiber fixture and size parameters thereof;

[0034] FIG. 6 shows a schematic diagram of main parts of a fiber laser according to an exemplary embodiment of the disclosure; and

[0035] FIG. 7 shows a schematic diagram of the structure of a fiber laser according to an exemplary embodiment of the disclosure.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

[0036] For clearer understanding of the technical problems to be solved, technical solutions and advantageous technical effects of the disclosure, the disclosure will be described below in greater detail in conjunction with the drawings and a number of exemplary embodiments. It is to be understood that specific embodiments described herein are merely for explaining the disclosure, rather than limiting scope thereof.

[0037] For the purpose of clarity, directional or positional terms may be used herein. However, unless otherwise specified, any directional or positional terms involved are used with respect to their normal usage, but this does not mean that the direction or position is applicable to any scenario.

[0038] FIG. 1A and FIG. 1B show a plan view of a first clamping block 11 and a second clamping block 12, respectively, of a fiber fixture 1 according to an exemplary embodiment of the disclosure; FIG. 2 shows a plan view of a fiber fixture 1 according to an exemplary embodiment of the disclosure; FIG. 3 shows a perspective view of a fiber fixture 1 according to an exemplary embodiment of the disclosure; FIG. 4 shows a perspective view of a fiber fixture 1 according to an exemplary embodiment of the disclosure viewed from another angle, in which the first clamping block 11 is separated from the second clamping block 12 by a larger distance; FIG. 5 schematically shows one wave-like segment of one wave-shaped clamping section of a curved clamping portion 1A of the fiber fixture 1 and size parameters thereof.

[0039] Before the formal description, it should be noted that some reference signs are not marked in all the drawings due to the viewing angle and the space limitation on reference signs in the drawing. Therefore, when referring to the description, several views can be referred to at the same time, if necessary, for better understanding, but this does not mean that each of the features must appear in all embodiments at the same time.

[0040] As shown in FIGS. 1A to 5, the fiber fixture 1 according to an exemplary embodiment of the disclosure has a first clamping block 11 and a second clamping block 12, as well as a position locking mechanism 13 for locking and releasing a relative position of the first clamping block 11 and the second clamping block 12.

[0041] In an exemplary embodiment, as shown in FIGS. 1A and 2 to 4, the first clamping block 11 is formed in the shape of a substantially circular plate with an axial dimension significantly smaller than a radial dimension, and its peripheral portion includes a first section and a second section which are continuous with each other in a circumferential direction, wherein the first section is formed as a wave-shaped first clamping surface 111, and the second section may be formed into any suitable shape. In a preferred embodiment, the second section may be formed as an arc-shaped curved winding surface 112, which will be described in detail later. A central area of the first clamping block 11 is further formed with an axially penetrating positioning track 113, which is adapted to cooperate with the position locking mechanism 13 and a corresponding part of the second clamping block 12 to adjust and fix the position of the first clamping block 11 relative to the second clamping block 12.

[0042] In an exemplary embodiment, as shown in FIGS. 1B and 2 to 4, the second clamping block 12 is also formed in the shape of a substantially circular plate with an axial dimension significantly smaller than a radial dimension, comprising a boss portion 12A and a bearing portion 12B, wherein the bearing portion 12B is formed in the shape of a plate with a bearing plane 122, the boss portion 12A protrudes axially from the bearing plane 122 at a portion of the periphery of the bearing portion 12B, and one side of the boss portion 12A facing towards the bearing plane 122 is formed as a wave-shaped second clamping surface 121, the shape of which matches with that of the first clamping surface 111. An axially protruding positioning protrusion 123 is formed in a central area of the bearing plane 122 corresponding to a central area of the first clamping block 11. The positioning protrusion 123 can cooperate with the positioning track 113 of the first clamping block 11 to guide the movement of the first clamping block 11 on the bearing plane 122 of the second clamping block 12. The positioning track 113 and the positioning protrusion 123 are configured to enable the first clamping block 11 to move, relative to the second clamping block 12, between a first position where the first clamping surface 111 and the second clamping surface 121 are in surface contact or are separated only by a distance of fiber diameter (as exemplarily shown in FIGS. 2 and 3, where the surfaces are not in full contact for the sake of clarity) and a second position where the first clamping surface 111 and the second clamping surface 121 are separated by a predetermined distance (as shown schematically in FIG. 4, an intermediate position separated by a certain distance) , wherein the predetermined distance may be any suitable distance, depending on the suitable size of the positioning track 113 and the positioning protrusion 123.

[0043] In an exemplary embodiment, as shown in FIGS. 1B and 2 to 4, the position locking mechanism 13 may comprise, for example, a bolt 131 and a threaded hole 132 provided on the positioning protrusion 123 of the second clamping block 12 as shown in the drawings. The bolt 131 is adapted to pass through the positioning track 113 of the first clamping block 11 so as to be screwed into the threaded hole 132, so that when the bolt 131 is tightened, the first clamping block 11 can be clamped tightly between the head of the bolt 131 and the bearing plane 122 of the second clamping block 12, and when the bolt 131 is not tightened, the first clamping block 11 is allowed to slide between the head of the bolt 131 and the bearing plane 122 of the second clamping block 12. As shown in the drawing, the head of the bolt 131 is formed with a lug 133 to facilitate the screwing operation. The position locking mechanism 13 may certainly also be or include other structures, as long as it can achieve the adjustment and locking of the relative position between the first clamping block 11 and the second clamping block 12.

[0044] The first clamping surface 111 of the first clamping block 11 and the second clamping surface 121 of the second clamping block 12 together constitute a curved clamping portion 1A adapted to clamp an optical fiber of the fiber fixture 1 according to an exemplary embodiment of the disclosure. The curved clamping portion 1A is configured to constitute a long-period grating together with the clamped optical fiber by maintaining the clamped optical fiber in a predetermined bent shape.

[0045] Specifically, the first clamping surface 111 and the second clamping surface 121 each comprise at least one wave-shaped clamping section matched with each other to form at least one corresponding wave-shaped clamping section of the curved clamping section 1A, wherein each wave-shaped clamping section may include at least three wave-like segments, and each wave-like segment has a radius of curvature dependent on a grating period for coupling light of a corresponding target wavelength from a fiber core of the clamped optical fiber into a cladding. As shown in FIG. 5, R is the radius of curvature of the wave-like segment, θ is a central angle of the wave-like segment, preferably with a value less than or equal to 90°, lz is a chord length corresponding to the wave-like segment, Λ is the grating period for coupling the light of the corresponding target wavelength from the fiber core of the clamped optical fiber into the cladding, and m is an integer greater than 1, wherein R is determined in such a manner that the parameters of the wave-like segment satisfy the following relationship:

[0046] wherein

[0047] The main dimensions of the wave-like segment including the radius of curvature and the central angle are thus determined.

[0048] In the clamped optical fiber located at such a curved clamping portion 1A of the fiber fixture 1, light of the corresponding target wavelength can be coupled from the fiber core into the cladding, while light of non-target wavelengths is not affected.

[0049] The curved clamping portion 1A of the fiber fixture 1 may include only one wave-shaped clamping section of a single size, or may include more than one wave-shaped clamping section of different sizes. Taking an application scenario in the fiber laser as an example, the fiber fixture 1 may have only one wave-shaped clamping section for only one of the reversely transmitted signal light, residual pump light and Raman light, or may include two or three wave-shaped clamping sections of different sizes to couple one or more of the reversely transmitted signal light, residual pump light and Raman light in the clamped optical fiber from the fiber core into the cladding. Multiple wave-shaped clamping sections may be continuous in the circumferential direction, which can be easily achieved by appropriately arranging multiple wave-like segments of different sizes.

[0050] As described above, in a preferred exemplary embodiment, the curved winding surface 112 as the second section of the first clamping block 11 constitutes the curved winding portion 1B, which is adapted to be wound around by an optical fiber, of the fiber fixture 1 according to the exemplary embodiment of the disclosure. The light within a bandwidth including the target wavelength in the fiber core of the optical fiber section wound around the curved winding portion 1B will be greatly attenuated by the simple bending of the optical fiber, and its attenuation is inversely proportional to a bending diameter D of the curved winding surface 112. However, it is not the case that the smaller the bending diameter D the better. The tensile strength of the optical fiber itself must also be taken into consideration. As a rule of thumb, the bending diameter D of the curved winding surface 112 is selected to be more than 200 times the diameter of the clamped optical fiber. With the additional curved winding portion 1B, the light of the target wavelength in the fiber core can be greatly attenuated first outside the curved clamping portion 1A, thereby further improving the overall stripping efficiency of the light of the target wavelength in the fiber core.

[0051] In one example of use, the optical fiber can be wound by one circle around the entire first clamping block 11 in a state where the first clamping block 11 and the second clamping block 12 are separated by a certain distance as shown in FIG. 4, and its winding start point and winding end point are both located on the curved winding portion 1B and there may be a circumferentially overlapping optical fiber portion between the two points depending on the situation. Subsequently, the first clamping block 11 is moved along its positioning track 113 towards the boss portion 12A of the second clamping block 12 until the optical fiber is clamped between the first clamping surface 111 and the second clamping surface 112, and then the position of the first clamping block 11 relative to the second clamping block 12 is locked by the position locking mechanism 13, such as by tightening the bolt 131, thereby achieving the clamping of the optical fiber by the fiber fixture 1.

[0052] The fiber fixture according to the disclosure is not limited to the above structure. For example, the fiber fixture may only have a fiber clamping portion without a fiber winding portion, which means that the optical fiber passes through the curved clamping portion only, without additionally winding around the first clamping block 11. Alternatively, the fiber fixture may have an additional fiber winding portion which, for example, may be formed as a protruding ring that further protrudes along the axial direction of the first clamping block 11 with the bending diameter D of the curved winding portion 1B, and the optical fiber may also be wound around, in addition to the first section and the second section of the first clamping block 11 for one circle, the protruding ring for the required number of circles without passing through the curved clamping portion. In addition, when the curved clamping portion has multiple wave-shaped clamping sections, the multiple wave-shaped clamping sections are not limited to the arrangement in the circumferential direction, and some or all of them may also be arranged in the axial direction. In this case, the optical fiber needs to be wound around the first clamping block 11 for a corresponding number of circles, and each of the circles extends along an axially arranged section. For this purpose, a flange or groove may also be provided on the two clamping surfaces as fiber tracks.

[0053] FIG. 6 shows a schematic diagram of main parts of a fiber laser 100 according to an exemplary embodiment of the disclosure. FIG. 7 shows a schematic diagram of the structure of a fiber laser 100 according to an exemplary embodiment of the disclosure. As shown in FIGS. 6 and 7, the disclosure further relates to a fiber laser 100, which at least comprises an alignment light module 20, a reverse light isolation module 30 and a resonant cavity module 40, wherein the reverse light isolation module 30 is arranged between the alignment light module 20 and the resonant cavity module 40 and comprises a long-period grating assembly 31, which consists of at least one fiber fixture 1 according to the embodiments of the disclosure and a clamped optical fiber, and a cladding mode stripper 32.

[0054] The alignment laser module 20 is, for example, a red alignment light laser which emits a red alignment light of, for example, 650 nm. The alignment light from the alignment laser module 20 is input from the side of the cladding mode stripper 32 into the reverse light isolation module 30, and is input into the resonant cavity module 40 after passing through the reverse light isolation module 30. A reversely transmitted fiber core laser beam from the resonant cavity module 40 is input from the side of the long-period grating assembly 31 into the reverse light isolation module 30 and is coupled in the long-period grating assembly 31 from the fiber core into the cladding, and then eliminated from the cladding by the cladding mode stripper 32, thereby being prevented from damaging the alignment light source and even the entire optical path system.

[0055] In an exemplary embodiment, the long-period grating assembly 31 may comprise only one fiber fixture 1, the curved clamping portion 1A of which at least has one wave-shaped clamping section designed mainly for the wavelength of the signal light, so that the long-period grating assembly 31 at least comprises one long-period grating configured to couple the reversely transmitted signal light originating from the resonant cavity module 40 into the cladding, and such a long-period grating usually can also couple a considerable portion of the pump light and Raman light in the fiber core that have a wavelength relatively close to that of the signal light into the cladding, where the proportion of the signal light coupled into the cladding is undoubtedly the largest. Therefore, in general, it is sufficient to provide the fiber laser with only one fiber fixture designed mainly for the signal light. Certainly, the fiber fixture 1 may also have two further wave-shaped clamping sections designed mainly for the pump light and the Raman light, respectively, so that the long-period grating assembly 31 can additionally comprise two long-period gratings mainly configured to couple the reversely transmitted pump light and Raman light into the cladding. In this case, the clamped optical fiber is arranged to be wound for at least one circle around the first clamping block 11 of the fiber fixture 1 having the first clamping surface 111 and the curved winding surface 112 running continuously in the circumferential direction so as to be clamped by the corresponding wave-shaped clamping sections of the curved clamping portion 1A at the first clamping surface 111.

[0056] In other embodiments, the long-period grating assembly 31 may also comprise two or three fiber fixtures 1 with the curved clamping portions 1A with different configurations in the number, size parameters and / or arrangements of the curved clamping sections, or comprise more fiber fixtures 1 as needed, as long as the multiple fiber fixtures 1 overall include the required wave-shaped clamping sections, mainly the wave-shaped clamping section for the signal light, so as to achieve the corresponding long-period gratings capable of coupling lights of different target wavelengths into the cladding, and the specific number and configuration are not particularly limited.

[0057] In an exemplary embodiment, the resonant cavity module 40 comprises a forward pump source 41, a forward beam combiner 42, a high-reflectivity Bragg grating 43, a gain fiber 44, a low-reflectivity Bragg grating 45, a reverse beam combiner 46, a reverse pump source 47, a further cladding mode stripper 48 and an output head 49 arranged in order along a forward output direction of the alignment light module. The forward pump source 41 and the reverse pump source 47 are semiconductor lasers with optical fiber-coupled output, providing pump light with a wavelength of 976 nm, and the numbers of which are m1 and m2, respectively, wherein m1 and m2 may be equal or unequal. The pump sources are coupled from the side of the high-reflectivity Bragg grating 43 and the side of the low-reflectivity Bragg grating 45 into the resonant cavity composed of the high-reflectivity Bragg grating 43, the gain fiber 44 and the low-reflectivity Bragg grating 45 through the forward beam combiner 42 and the reverse beam combiner 47 configured as (n+1) ×1 combiner, respectively, wherein n is greater than the larger one of m1 and m2, and the configuration of the two beam combiners may also be different as needed. The pump light with a wavelength of 976 nm is converted in the resonant cavity by the gain fiber 44 into signal light with a wavelength of 1080 nm (Ytterbium-doped double-cladded fiber) or a wavelength of 1550 nm (Erbium-doped double-cladded fiber) , and the signal light is highly reflected (with reflectivity ≥ 99%) at the high-reflectivity Bragg grating 43 and is low reflected (with reflectivity ≤ 10%) at the low-reflectivity Bragg grating 45 in order to be output from the resonant cavity, and then output from the output head 49 after passing through the further cladding mode stripper 48. Correspondingly, the long-period grating assembly 31 of the reverse light isolation module 30 is configured to couple, through one or more fiber fixtures 1 comprised therein, the pump light of a target wavelength of 976 nm, the signal light of 1080 nm or 1550 nm and the corresponding Raman scattered light into the cladding, which are then stripped from the cladding by the cladding mode stripper 32.

[0058] In an exemplary embodiment, the fiber laser 100 further comprises a mode field adapter 50 arranged between the alignment light module 20 and the reverse light isolation module 30.

[0059] According to the various embodiments of the disclosure, a desired long-period grating can be provided simply by adding the fiber fixture 1 according to the embodiments of the disclosure at a suitable position of the optical fiber of the fiber laser, thereby blocking and eliminating undesired reversely transmitted light so as to avoid the alignment light source from being damaged by the returned light, lower the possibility of fiber fuse, and reduce the SRS effect of the system. In addition, since the fiber fixture 1 according to the present disclosure is a mechanical component with a stable structure, it can provide uniform, stable, reliable, and reproducible bending of the optical fiber, thereby providing a fiber laser 100 with more stable performance. Moreover, the fiber fixture 1 according to the present disclosure is easy to manufacture and install for use, and it has low cost.

[0060] While specific embodiments of the disclosure have been described in detail here, they have been presented only for the purpose of explanation and should not be construed as limitations on the scope of the disclosure. Various substitutions, changes and modifications can be devised without departing from the spirit and scope of the disclosure.

Claims

1.A fiber fixture (1) , characterized in that the fiber fixture (1) has an arc-shaped curved clamping portion (1A) adapted to clamp an optical fiber, wherein the curved clamping portion (1A) is configured to be used as a long-period grating together with the clamped optical fiber by maintaining the clamped optical fiber in a predetermined composite bent shape.2.The fiber fixture (1) according to claim 1, characterized in thatthe curved clamping portion (1A) comprises at least one wave-shaped clamping section composed of oppositely arranged wave-shaped clamping surfaces, and each wave-like segment of the at least one wave-shaped clamping section has a radius of curvature (R) dependent on a grating period (Λ) for coupling light of at least one corresponding target wavelength from a fiber core into a cladding of the clamped optical fiber, wherein the radius of curvature (R) satisfies the following relationship:whereinθ is a central angle of the wave-like segment, lz is a chord length corresponding to the wave-like segment, and m is an integer greater than 1; and / orthe fiber fixture (1) further has an arc-shaped curved winding portion (1B) adapted to be wound around by a non-clamped part of the clamped optical fiber.3.The fiber fixture (1) according to claim 2, characterized in thatthe fiber fixture (1) has a first clamping block (11) and a second clamping block (12) , wherein the first clamping block (11) has a wave-shaped first clamping surface (111) , the second clamping block (12) has a wave-shaped second clamping surface (121) arranged opposite to the wave-shaped first clamping surface (111) and matched in shape therewith, the first clamping block (11) is configured to be movable and fixable, relative to the second clamping block (12) , between a first position where the first clamping surface (111) and the second clamping surface (121) are in surface contact and a second position where the first clamping surface (111) and the second clamping surface (121) are separated by a predetermined distance;each of the wave-shaped clamping sections has at least three continuous wave-like segments;the central angle (θ) of each wave-like segment of the at least one wave-shaped clamping section is less than 90 degrees; and / orthe curved winding portion (1B) has a radius of curvature dependent on the tensile strength of the clamped optical fiber.4.The fiber fixture (1) according to claim 3, characterized in thata peripheral portion of the first clamping block (11) includes an arc-shaped first section and an arc-shaped second section which are continuous in a circumferential direction, wherein the first section serves as the first clamping surface (111) , and the second section serves as a curved winding surface (112) of the curved winding portion (1B) ; and / orthe curved winding portion (1B) has a diameter (D) more than 200 times the diameter of the clamped optical fiber.5.The fiber fixture (1) according to claim 3 or 4, characterized in thatthe curved clamping portion (1A) is formed in the shape of a minor arc as a whole, and the curved winding portion (1B) is formed in the shape of a major arc;the second clamping block (12) comprises a boss portion (12A) and a bearing portion (12B) , wherein the bearing portion (12B) is formed with a bearing plane (122) for bearing the first clamping block (11) , the boss portion (12A) protrudes from the bearing plane (122) and forms the second clamping surface (121) , and the first clamping block (11) is configured to be slidable and fixable along the bearing plane (122) close to and away from the second clamping surface (121) ; and / orthe fiber fixture (1) further has a position locking mechanism (13) adapted to lock and release the first clamping block (11) relative to the second clamping block (12) .6.A fiber laser (100) , characterized in that the fiber laser (100) comprises:an alignment light module (20) ;a resonant cavity module (40) ; anda reverse light isolation module (30) , which is arranged between the alignment light module (20) and the resonant cavity module (40) and comprises a long-period grating assembly (31) , which consists of at least one fiber fixture (1) according to any one of claims 1 to 5 and a clamped optical fiber, and a cladding mode stripper (32) .7.The fiber laser (100) according to claim 6, characterized in thatalignment light originating from the alignment light module (20) is input from the side of the cladding mode stripper (32) into the reverse light isolation module (30) , and is input into the resonant cavity module (40) after passing through the reverse light isolation module (30) ; and / orthe long-period grating assembly (31) is configured to couple a reversely transmitted fiber core laser beam originating from the resonant cavity module (40) into a cladding, and the cladding mode stripper (32) is adapted to eliminate the laser beam which is coupled into the cladding.8.The fiber laser (100) according to claim 7, characterized in that the curved clamping portion (1A) of at least one fiber fixture (1) of the long-period grating assembly (31) comprises:a first wave-shaped clamping section, wherein the first wave-shaped clamping section and a corresponding clamped fiber section thereof are configured to be a first long-period grating adapted to couple a reversely transmitted signal light originating from the resonant cavity module (40) into the cladding.9.The fiber laser (100) according to claim 8, characterized in that the curved clamping portion (1A) of at least one fiber fixture (1) of the long-period grating assembly (31) further comprises:a second wave-shaped clamping section, wherein the second wave-shaped clamping section and a corresponding clamped fiber section thereof are configured to be a second long-period grating adapted to couple a reversely transmitted Raman light originating from the resonant cavity module (40) into the cladding; and / ora third wave-shaped clamping section, wherein the third wave-shaped clamping section and a corresponding clamped fiber section thereof are configured to be a third long-period grating adapted to couple a reversely transmitted pump light originating from the resonant cavity module (40) into the cladding.10.The fiber laser (100) according to any one of claims 6 to 9, characterized in thatthe clamped optical fiber is configured to be wound for at least one circle around the first clamping block (11) of the fiber fixture (1) having a first clamping surface (111) and a curved winding surface (112) running continuously in the circumferential direction so as to be clamped by the corresponding wave-shaped clamping section of the curved clamping portion (1A) at the first clamping surface (111) ;the fiber laser (100) further comprises a mode field adapter (50) arranged between the alignment light module (20) and the reverse light isolation module (30) ; and / orthe resonant cavity module (40) comprises a forward pump source (41) , a forward beam combiner (42) , a high-reflectivity Bragg grating (43) , a gain fiber (44) , a low-reflectivity Bragg grating (45) , a reverse beam combiner (46) , a reverse pump source (47) , a further cladding mode stripper (48) and an output head (49) arranged in order along a forward output direction of the alignment light module (20) .

Images