[發(fā)明專利]二倍頻綠光激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110349063.4
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102510001A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳抗抗
• 申請（專利權(quán)）人: 陳抗抗
• 主分類號: H01S3/0941
• 分類號: H01S3/0941;H01S3/067
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 周艷紅;胡建平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖激光器，具體地指一種由基于主振蕩功率放大（MOPA）結(jié)構(gòu)的皮秒脈沖激光器泵浦的二倍頻綠光激光器。

背景技術(shù)

綠光激光器不僅在醫(yī)療、顯示、存儲(chǔ)等領(lǐng)域有著廣泛的用途，而且在生物和材料處理等領(lǐng)域起著不可替代的作用，比如陶瓷、強(qiáng)反射金屬等特殊材料的精密加工。此外，由于綠光擁有更小的光斑直徑、對大多數(shù)材料有著更高的吸收率，因此在高端激光應(yīng)用方面也有著廣泛前景。一般產(chǎn)生綠光的方法是由固體半導(dǎo)體激光器作為泵浦光源，再結(jié)合非線性倍頻技術(shù)產(chǎn)生二倍頻綠光。然而，用這種方法產(chǎn)生的綠光多為連續(xù)型多模激光，光束質(zhì)量不好，不能滿足工業(yè)上精細(xì)加工的需求。且系統(tǒng)中要使用大量光學(xué)元件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了調(diào)節(jié)難度，不利于工業(yè)化大批量生產(chǎn)。

公開號為CN?1694320A的中國專利申請《半導(dǎo)體泵浦的單模綠光激光器》，以及公開號為CN?1897371A的中國專利申請《高功率二次諧波激光產(chǎn)生方法》中，均是采用半導(dǎo)體泵浦的綠光激光器，其應(yīng)用大量的光學(xué)鏡片組成不同形狀的諧振腔，對光學(xué)對準(zhǔn)及固定的要求比較高。為得到高功率的綠光輸出，以上兩項(xiàng)專利申請均采用多個(gè)連續(xù)型半導(dǎo)體激光二極管組成陣列，輸入功率都在幾百瓦以上，但是光-光轉(zhuǎn)化效率不高，輸出綠光的轉(zhuǎn)化效率均低于20%。

目前，光纖激光器的迅速發(fā)展為綠光激光器的生產(chǎn)提供了更多選擇，例如申請?zhí)枮?01110156920.9的中國發(fā)明專利申請《脈寬可調(diào)的增益開關(guān)型皮秒脈沖種子源》提及了基于MOPA結(jié)構(gòu)的光纖激光器，它通過放大高質(zhì)量的種子光來得到相同模式的高功率激光，轉(zhuǎn)化效率高，輸出的激光質(zhì)量好。采用該種子源產(chǎn)生單模、單偏振態(tài)的皮秒脈沖激光，具有高精度、高功率、低熱損傷率等性能，可以很好的滿足工業(yè)加工的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種二倍頻綠光激光器，能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)，可靠地輸出單模、單偏振態(tài)的皮秒脈沖激光。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種二倍頻綠光激光器，包括泵浦源、光纖放大器以及二倍頻系統(tǒng)，其特別之處在于：所述泵浦源為增益開關(guān)型皮秒脈沖種子源；所述增益開關(guān)型皮秒脈沖種子源包括由保偏光纖連接的增益開關(guān)激光器、光纖耦合器、單縱模鎖定裝置和啁啾補(bǔ)償模塊，增益開關(guān)激光器的輸出端通過光纖耦合器分別與單縱模鎖定裝置和啁啾補(bǔ)償模塊連接。

上述技術(shù)方案中，所述單縱模鎖定裝置為DFB半導(dǎo)體激光器或者光纖光柵。

上述技術(shù)方案中，所述啁啾補(bǔ)償模塊為為啁啾光柵或者啁啾補(bǔ)償全固光子帶隙光纖。

上述技術(shù)方案中，所述增益開關(guān)激光器由依次連接的電脈沖發(fā)生器、信號放大器、直流偏置電流源和F-P半導(dǎo)體激光器構(gòu)成。

上述技術(shù)方案中，所述光纖放大器包括依次設(shè)置的一級單模泵浦放大器、二級多模泵浦放大器和三級多模泵浦放大器。

進(jìn)一步地，所述一級單模泵浦放大器為單向泵浦或者雙向泵浦的第一保偏型摻稀土光纖；所述二級多模泵浦放大器為單向泵浦或者雙向泵浦的第二保偏型摻稀土光纖；所述三級多模泵浦放大器為單向泵浦或者雙向泵浦的第三保偏型摻稀土光纖。

更進(jìn)一步地，所述二級多模泵浦放大器和/或三級多模泵浦放大器為側(cè)向泵浦光纖結(jié)構(gòu)的光纖。

上述技術(shù)方案中，所述二倍頻系統(tǒng)中采用的倍頻晶體為LBO晶體或KTP晶體或PPLN晶體。

進(jìn)一步地，所述二倍頻系統(tǒng)包括依次共軸設(shè)置的聚焦透鏡、λ/2波片、倍頻晶體及其加熱爐、準(zhǔn)直鏡和雙色鏡。

更進(jìn)一步地，所述倍頻晶體及其加熱爐中的倍頻晶體位于激光經(jīng)聚焦透鏡聚焦后的光腰處。

本發(fā)明的有益效果在于：采用了增益開關(guān)型皮秒脈沖種子源，其產(chǎn)生的種子光重復(fù)頻率可調(diào)，脈寬可調(diào)，且為皮秒量級，并且是單模、單偏振光，經(jīng)放大和倍頻后，激光的特性與種子光一致，且功率能夠達(dá)到60w，光-光轉(zhuǎn)化效率可達(dá)80%；整個(gè)設(shè)備為全光纖結(jié)構(gòu)，沒有復(fù)雜的光學(xué)對準(zhǔn)器件，無需水冷，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。