[發明專利]基于超連續譜光源激勵生成中紅外超連續譜激光的方法

無效

• 申請號: 201210275373.0
• 申請日: 2012-08-03
• 公開（公告）號: CN102820608A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 王智勇;高靜;于峰;代京京;葛廷武
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01S3/094
• 分類號: H01S3/094;H01S3/067;G02B6/036
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 夏靜潔

技術領域

本發明涉及激光光電子技術領域，尤其涉及一種基于超連續譜光源激勵生成中紅外超連續譜激光的方法。

背景技術

通常把波長為3~25μm的波段定義為中紅外波段，其中3~5μm波段的中紅外激光應用更為廣泛。目前能夠實現3~5μm激光輸出的方法主要有：光學參量振蕩法，差頻振蕩，量子級聯激光器以及氣體激光器。利用光學參量振蕩法實現中紅外波段激光輸出，需要使用超短脈沖激光泵浦源以及非線性晶體材料實現，成本較高；利用差頻振蕩法只能實現低功率的中紅外波段激光輸出，且轉換效率低；量子級聯激光器結構相對簡單，轉換效率相對較高，但是波長不可調諧；典型的中紅外氣體激光器有CO氣體激光器和CO₂氣體激光器，但是氣體激光器的缺點是體積龐大，使用不方便。

針對以上幾種實現中紅外激光的方法的特點，可以利用光纖激光器產生中紅外激光，光纖激光器體積小、重量輕、轉換效率高、使用方便靈活、波長調制范圍大、可以輸出高光束質量高功率的激光。由于中紅外材料以及摻雜工藝水平的限制，目前常用的稀土離子摻雜的ZBLAN光纖激光器發展較為成熟，但多為小功率輸出，且激光輸出波長小于4μm，對于波長需求大于4μm的應用受到限制。

目前利用二元硫系玻璃材料光纖產生中紅外超連續譜激光也有所報道，但其激勵源多采用拉曼光纖激光器或者摻銩的光纖激光器，但是該中紅外光纖超連續譜激光器的輸出功率基本都是毫瓦量級，輸出功率低，不能實現大功率的中紅外超連續譜激光輸出。

因此，當下需要迫切解決的一個技術問題就是：如何能夠提出一種有效的措施，以解決現有的中紅外超連續譜光纖激光器的輸出功率低及耦合效率低的問題。

發明內容

本發明提供一種基于超連續譜光源激勵生成中紅外超連續譜激光的方法，用以解決現有的中紅外超連續譜光纖激光器的輸出功率低及耦合效率低的問題，實現高功率以及高耦合效率的中紅外超連續譜激光輸出。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于超連續譜光源激勵生成中紅外超連續譜激光的方法，具體包括：

對種子源激光器進行功率放大，并產生波長范圍為1000~2300nm的超連續譜激光；

用所產生的超連續譜激光作為激勵源，產生波長為2000~5000nm的中紅外超連續譜激光輸出。

進一步地，所述對種子源激光器進行功率放大時，選用一級或多級放大結構完成，采用的增益光纖包括摻鉺的雙包層光纖、鉺鐿共摻雙包層光纖和摻鐿的雙包層光纖。

進一步地，所述放大結構根據自身所采用的增益光纖的材料確定自身所采用的半導體激光器激勵源的波長。

綜上，本發明所述的方案中使用超連續激光光源產生中紅外超連續激光，避免使用無法達到高功率的拉曼光纖激光器以及昂貴的摻銩光纖激光器作為激勵源，采用普通的摻鐿、摻鉺或者鉺鐿共摻光纖作為增益光纖能夠實現高功率激光輸出，簡單有效的實現高耦合效率的中紅外超連續譜激光輸出。

附圖說明

圖1是本發明的實施例1的一種基于超連續譜光源激勵生成中紅外超連續譜激光的方法流程示意圖；

圖2是本發明的實施例1的一種基于超連續譜光源激勵生成中紅外超連續譜激光的方法的結構示意圖；

圖3是本發明的實施例2的一種基于超連續譜光源激勵生成中紅外超連續譜激光的方法的結構示意圖；

圖4是本發明的具體實施方式中所述的硫系玻璃光纖的錐形結構示意圖；

圖5是本發明的具體實施方式中所述的硫系玻璃光纖的帶有空氣孔的光子晶體光纖結構示意圖。

具體實施方式

參見圖1，給出了本發明所述的超連續譜光源激勵生成中紅外超連續譜激光的方法流程示意圖，具體包括：

步驟S101，對種子源激光器進行功率放大，并產生波長范圍為1000~2300nm的超連續譜激光；

步驟S102，用所產生的超連續譜激光作為激勵源，產生波長為2000~5000nm的中紅外超連續譜激光輸出。

具體地，所述對種子源激光器進行功率放大時，選用一級或多級放大結構完成，采用的增益光纖包括摻鉺的雙包層光纖、鉺鐿共摻雙包層光纖和摻鐿的雙包層光纖。