[發明專利]可調諧拉曼光纖激光器

有效

• 申請號: 201210150774.3
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102761048A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 劉軍;范滇元
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;G02B6/036
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及光纖激光器，特別是一種可調諧拉曼光纖激光器。

背景技術

光纖激光作為第三代激光技術的代表，以其體積小、效率高、結構簡單的優勢引起了業界的廣泛注意。光纖激光按其工作介質一般可分為兩類：一類是將稀土摻雜光纖（如摻鉺光纖或摻鐿光纖）作為其增益介質，產生激光振蕩；另一類利用光纖中的非線性效應（如受激拉曼散射、受激布里淵散射）產生激光輸出。特別是拉曼光纖激光器，由于其較高的功率輸出和工作波長的靈活性，越來越廣泛地應用于激光技術的各個領域。1.6-1.75μm波段激光光源在眼安全雷達、氣體光譜學、醫療和其它激光技術領域有著重要應用，但傳統的摻鉺或鉺鐿共摻光纖激光器以及摻銩或銩鈥共摻光纖激光器分別主要工作在1.53-1.6μm和1.8-2μm波段，難以覆蓋上述波長范圍。

典型的拉曼光纖激光器裝置([1]?Yan?Feng,?Luke?R.?Taylor,?and?Domenico?Bonaccini?Calia,?“150?W?highly-efficient?Raman?fiber?laser”,?Opt.?Express,?vol.17(26),?pp.23678,?2009)如圖1所示。其中B和D分別為刻在拉曼光纖兩端的對一階斯托克斯光高反和部分反射的布拉格光纖光柵，構成拉曼光纖激光器的諧振腔。E為對泵浦光高反的布拉格光纖光柵，將未吸收的泵浦光反射回激光振蕩腔。C為拉曼增益光纖，一端連接泵浦源A，其主要有摻鍺石英光纖、摻磷石英光纖兩大類，它們的拉曼頻移分別為440cm^-1,1330cm^-1。為保證輸出光束F具有較好的光束質量，普通拉曼光纖激光器通常將單模光纖作為其拉曼增益介質，然而單模光纖的應用極大地限制了泵浦光的耦合效率，尤其當泵浦源為多模輸出時，因而較難實現較高功率的激光輸出。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種可調諧拉曼光纖激光器，實現1.6～1.75μm波段的激光輸出，且其激光輸出功率高于傳統的單模拉曼光纖激光器。

本發明的技術解決方案如下：

一種可調諧拉曼光纖激光器，其特點在于該拉曼光纖激光器的構成包括高功率鉺鐿共摻光纖泵浦激光器，沿該鉺鐿共摻光纖泵浦激光器的激光輸出方向依次設置45°雙色鏡、聚焦透鏡、雙包層摻鍺石英光纖、準直透鏡、體布拉格光柵和全反鏡，所述的全反鏡與雙包層摻鍺石英光纖泵浦耦合端構成一階斯托克斯光的激光諧振腔，由45°雙色鏡反射輸出一階斯托克斯光，所述的雙包層摻鍺石英光纖采用MCVD方法制成，其構成包括自內而外的摻鍺的單模纖芯、摻鍺的D型內包層、外包層和保護層，所述的摻鍺的單模纖芯，其截止波長為1.6μm；所述的摻鍺的D型內包層的面積與摻鍺的單模纖芯的面積比為5.8。

所述的高功率鉺鐿共摻光纖泵浦激光器的輸出波長為1.5μm左右。

所述拉曼光纖激光器的泵浦方式為包層泵浦，即將泵浦光通過聚焦透鏡直接耦合到雙包層摻鍺石英光纖的內包層中。

所述的全反鏡對一階斯托克斯光高反。

所述的45°雙色鏡是與所述的入射光成45°設置的對泵浦光高透、對一階斯托克斯光高反的雙色鏡。

所述的聚焦透鏡對泵浦光和一階斯托克斯光高透。

所述的準直透鏡對一階斯托克斯光高透。

本發明采用1.5μm的高功率鉺鐿共摻光纖泵浦激光器包層泵浦雙包層摻鍺石英光纖，并利用光纖中的受激拉曼效應來實現1.5μm泵浦光的斯托克斯平移，同時通過體布拉格光柵的調諧選頻使得輸出的一階斯托克斯光波長范圍為1.6-1.75μm。

本發明的優點在于：

1、與傳統的單模拉曼光纖激光器相比，其具有更高的輸出功率，且保持較好的激光光束質量；

2、采用體布拉格光柵可實現一階斯托克斯光波長較寬的調諧；

3、其工作波長范圍為1.6-1.75μm，填補了傳統稀土摻雜光纖激光器在這一波段輸出的空白，這一波段激光光源在眼安全雷達、氣體光譜學、醫療和其它激光技術領域有著重要應用。

附圖說明

圖1是典型的拉曼光纖激光器結構示意圖。

圖2是本發明可調諧拉曼光纖激光器實施例的結構示意圖。

圖3是本發明實施例中作為拉曼增益介質的雙包層結構圖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明做進一步說明。