[發明專利]基于共軛干涉式濾波器的穩頻激光系統及穩頻激光產生方法

有效

• 申請號: 201510323166.1
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104882779B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發明（設計）人: 李政穎;鄭樓;王洪海
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01S3/137
• 分類號: H01S3/137
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

1.一種利用基于共軛干涉式濾波器的穩頻激光系統產生激光的方法，所述基于共軛干涉式濾波器的穩頻激光系統包括諧振模塊(1)、光放大模塊(3)、濾光模塊(5)和光分路器(6)，其中，所述諧振模塊(1)包括第一準直器(1.1)、共軛干涉式濾波器(1.2)和第二準直器(1.3)，所述光放大模塊(3)的輸出端連接第一準直器(1.1)的輸入端，第一準直器(1.1)的輸出端正對共軛干涉式濾波器(1.2)的輸入端，共軛干涉式濾波器(1.2)輸出端正對第二準直器(1.3)的輸入端，第二準直器(1.3)的輸出端連接光分路器(6)的輸入端，光分路器(6)的第一輸出端通過濾光模塊(5)連接光放大模塊(3)的輸入端，所述光分路器(6)的第二輸出端用于作為穩頻激光系統的輸出端；

所述共軛干涉式濾波器(1.2)包括相互獨立的參考氣室(1.4)和吸收氣室(1.5)，第一準直器(1.1)的輸出端正對參考氣室(1.4)和吸收氣室(1.5)的輸入端，參考氣室(1.4)和吸收氣室(1.5)輸出端正對第二準直器(1.3)的輸入端；

所述吸收氣室(1.5)內充入給定濃度的吸收氣體，所述參考氣室(1.4)內充入給定濃度的非吸收氣體，所述非吸收氣體與吸收氣體具有不同的氣體吸收譜；

所述光分路器(6)的第一輸出端與第二輸出端的分光比為3比7或1比9；

其特征在于，所述基于共軛干涉式濾波器的穩頻激光系統產生激光的方法，包括如下步驟：

步驟1：所述光放大模塊(3)啟動并自發輻射產生波長范圍為1520～1570納米的初始寬帶光；

步驟2：該初始寬帶光經過第一光電隔離器(2)后進入第一準直器(1.1)，第一準直器(1.1)對初始寬帶光進行準直處理，輸出準直的寬帶光；

步驟3：所述第一準直器(1.1)將上述準直的寬帶光分別射入參考氣室(1.4)和吸收氣室(1.5)，通過調整經過參考氣室(1.4)和吸收氣室(1.5)的光程差，使得上述準直寬帶光經過參考氣室(1.4)和吸收氣室(1.5)后得到與吸收氣體的吸收譜相對應的反轉梳狀光譜；

步驟4：步驟3得到的反轉梳狀光譜經過第二準直器(1.3)準直處理后輸出給光分路器(6)，光分路器(6)在預設的分光比的作用下將準直的反轉梳狀光譜分別輸送給濾光模塊(5)和穩頻激光系統的輸出端；

步驟5：濾光模塊(5)對輸入的準直反轉梳狀光譜進行濾波處理，當穩頻激光系統需要輸出多波長穩頻激光時，濾光模塊(5)選用寬帶濾光器；當穩頻激光系統需要輸出單波長激光時，濾光模塊(5)選用窄帶濾光器；

步驟6：準直反轉梳狀光譜分路通過濾光模塊(5)濾光后經過第二光電隔離器(4)輸入到光放大模塊(3)的輸入端；

步驟7：光放大模塊(3)對輸入的準直反轉梳狀光譜分路進行放大后繼續按照步驟2～步驟6的方式進行循環處理，光放大模塊(3)在每個循環對準直反轉梳狀光譜分路進行逐級放大，直到達到光放大模塊(3)放大能力的飽和值，光放大模塊(3)輸出的最大放大倍數對應的激光按照步驟2～步驟4的方式進行處理，產生的最終激光由穩頻激光系統的輸出端輸出。

2.根據權利要求1所述的利用基于共軛干涉式濾波器的穩頻激光系統產生激光的方法，其特征在于：基于共軛干涉式濾波器的穩頻激光系統還包括第一光電隔離器(2)和第二光電隔離器(4)，所述光放大模塊(3)的輸出端通過第一光電隔離器(2)連接第一準直器(1.1)的輸入端，濾光模塊(5)的輸出端通過第二光電隔離器(4)連接光放大模塊(3)的輸入端。

3.根據權利要求1所述的利用基于共軛干涉式濾波器的穩頻激光系統產生激光的方法，其特征在于：所述吸收氣室(1.5)內的吸收氣體為乙炔，吸收氣體的濃度為99％，吸收氣體的吸收譜范圍為1510～1540納米。

4.根據權利要求1或3所述的利用基于共軛干涉式濾波器的穩頻激光系統產生激光的方法，其特征在于：所述參考氣室(1.4)的非吸收氣體為甲烷，非吸收氣體的濃度為99％，所述非吸收氣體的吸收譜不在吸收氣體的吸收譜范圍內。

5.根據權利要求1所述的利用基于共軛干涉式濾波器的穩頻激光系統產生激光的方法，其特征在于：所述光放大模塊(3)為摻鉺光纖放大器。

6.根據權利要求1所述的利用基于共軛干涉式濾波器的穩頻激光系統產生激光的方法，其特征在于：所述濾光模塊(5)為寬帶濾光器或窄帶濾光器。