[實用新型]一種可見波段的全光纖脈沖激光系統

有效

• 申請號: 201320088033.7
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN203056361U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 曾和平;茹啟田
• 申請（專利權）人: 廣東漢唐量子光電科技有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/13
• 代理公司: 中山市科創專利代理有限公司 44211
• 代理人: 謝自安

[技術領域]

本實用新型涉及一種可見波段的全光纖脈沖激光系統。

[背景技術]

近兩年，空天技術與空間科學的發展對激光技術提出了越來越高的要求，一個亟待解決的問題就是修正大氣湍流效應以提高對外太空行星和恒星定位的精確度，如太陽望遠鏡上的自適應光學系統。但是，并非總能在待測量目標附近的天區找到足夠亮的參考定位星，如果參考定位星距離待測量目標太遠，兩個方向上波前扭曲并不相同，會令成像質量嚴重變差。一種有效的解決辦法是使用激光技術人工制造出一顆參考定位星，稱為激光導星。由于在地球大氣層的中間層，高度約為80-90km，有一層稀薄的鈉原子。這些鈉原子受到激發，能夠發射出波長為589nm的鈉黃光，即可以用作導星。但這需要大功率、高性能的激光光源。

589nm鈉黃光激光除了在激光鈉導星方面的有重要應用，同時在激光雷達、激光醫療、舞臺表演、城市觀景、國防軍事和科學研究等領域有廣泛的應用前景。一般的，獲得589nm光源的方式主要有染料激光技術、拉曼光纖激光技術與全固態和頻激光技術三種方案。①染料激光技術，染料激光器由于功率低、染料退化、能耗高等一系列問題，已經很少被采用。②1178nm拉曼光纖激光器及放大器，結合非線性晶體的腔外倍頻技術，該方案需要1178nm的窄線寬光源和為拉曼放大器特殊設計的泵浦源，以及外腔腔長、激光偏振穩定、和溫度控制技術。特別是光纖激光的偏振態難以穩定控制，1178nm拉曼激光的非線性倍頻難以穩定且倍頻效率一般非常低，另外為獲得高功率，整個方案復雜，實現起來困難。③全固態方案，如和頻1064nm和1319nm的雙波長Nd:YAG激光器，即1064nm+1319nm→2×589nm，該方案對鍍膜要求極其嚴格，而且很難實現對基頻光功率的控制及不同波長脈沖的時域匹配，極難使黃光激光的平均功率達到1W以上。因此，上述三種技術方案所涉及的裝置復雜、很難獲得高功率或大脈沖能量、成本昂貴、穩定性差，很難進入實質應用階段。

[實用新型內容]

本實用新型克服了上述技術的不足，提供了一種可見波段窄線寬可調諧全光纖脈沖激光系統，通過采用非線性光纖光學頻率變換技術，即六波混頻技術（或稱為級聯四波混頻技術）來實現系統皮秒脈沖激光的波長可調、窄線寬、高峰值和高平均功率。

為實現上述目的，本實用新型采用了下列技術方案：

一種可見波段的全光纖脈沖激光系統，包括有用于輸出鎖模脈沖激光的脈沖振蕩器100，所述脈沖振蕩器100的輸出端連接有用于提高鎖模脈沖激光平均功率的光纖預放大器200，所述光纖預放大器200的輸出端連接有用于對鎖模脈沖激光實現高平均功率放大和產生非線性混頻的六波混頻放大器300，六波混頻放大器300輸出端連接有用于對所需波段的鎖模脈沖激光進行帶通濾波并實現準直輸出的輸出濾波器400，所述輸出濾波器400的輸出端作為該系統的輸出端。

所述的脈沖振蕩器100包括第一波分復用器102，所述第一波分復用器102輸入端連接有第一半導體激光注入端101，所述第一波分復用器102復合輸出端通過第一增益光纖103與分束器104的輸入端連接，所述分束器104反饋輸出端順次通過可飽和吸收體105、第一光隔離器106與第一波分復用器102的反饋輸入端連接，所述分束器104輸出端作為脈沖振蕩器100的輸出端。

所述的光纖預放大器200包括第二波分復用器202，所述第二波分復用器202一輸入端通過第二光隔離器201與脈沖振蕩器100的輸出端連接，所述第二波分復用器202另一輸入端連接有第二半導體激光注入端204，所述第二波分復用器202輸出端連接有第二增益光纖203，所述第二增益光纖203的另一端作為光纖預放大器200的輸出端。

所述的六波混頻放大器300包括泵浦合束器302，所述泵浦合束器302種子光輸入端通過第三光隔離器301與光纖預放大器200的輸出端連接，所述泵浦合束器302的泵浦輸入端連接有泵浦源304，所述泵浦合束器302輸出端連接有第三增益光纖303，所述第三增益光纖303另一端作為六波混頻放大器300的輸出端。

所述的輸出濾波器400包括帶通濾波器401，所述帶通濾波器401的輸入端與六波混頻放大器300的輸出端連接，所述帶通濾波器401的輸出端連接有準直輸出器402，所述準直輸出器402輸出端作為輸出濾波器的400的輸出端。

所述泵浦源304至少為六個，所述所有泵浦源304與泵浦合束器302的泵浦輸入端連接。

所述第三增益光纖303為保偏雙包層增益光纖、非保偏雙包層增益光纖、螺旋手性結構增益光纖或光子晶體增益光纖。

本實用新型的有益效果是：