[發明專利]一種波長可切換的可見光光纖激光器

在審

• 申請號: 201710209198.8
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106785846A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李劍峰;賴雪;羅鴻禹;海永晨;劉永
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/094;H01S3/0941
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司51230
• 代理人: 楊保剛

技術領域

本發明涉及激光技術中可見光光纖激光器領域，尤其涉及一種波長可切換的可見光光纖激光器。

背景技術

波長位于可見光(380nm-780nm)波段的激光器在激光顯示、生物醫療、工業加工、天文研究、特殊通信等領域具有重要的應用前景，目前，實現可見光激光輸出的方法主要包括利用非線性效應實現頻率變換產生可見光和利用上轉換現象在摻雜稀有離子的光纖或晶體上產生可見光，光纖激光器作為一種新型的激光器，相比傳統激光器，具有亮度高、峰值功率高、可調諧、激光閾值低、輸出光束質量好、轉換效率高、以及高“表面積/體積”比、柔韌性與靈活性好、易于集成等顯著優點。1993年，美國Uniphase公司用971nm的鈦寶石抽運摻Er³⁺光纖激光器實現了綠光的輸出；2010年，西北大學王誠等人通過摻Nd³⁺、Ge³⁺離子共摻的光纖和LBO倍頻晶體得到了544nm綠光輸出；2015年，姚云華等人使用800nm和980nm的泵浦源抽運Er³⁺/Yb³⁺共摻光纖中的離子，增強了綠光激光的上轉換過程，得到很強的綠光激光輸出。然而大部分報道均集中在單一波長。

1995年，洛斯阿拉莫斯國家實驗室Xie等人通過860nm的摻鈦藍寶石激光器抽運Pr³⁺/Yb³⁺共摻的ZBLAN光纖的方法率先實現了紅光、綠光、藍光三波長可見光激光的輸出；2008年，寧波大學戴世勛等人通過摻雜稀有離子的光纖上轉換實現了藍光、綠光雙波長可見光激光的輸出；2011年，Nakanishi等人通過對諧振腔鏡的反射率進行優化，用兩個442nm的LD泵浦源對摻Pr³⁺的光纖進行泵浦，得到了增強的紅光激光和綠光激光輸出。上述的激光器雖然實現了能在單一激光器上輸出幾種光，但這幾種光是通過混合光的形式輸出，即無法實現在單一激光器上實現幾種光的單一輸出，更無法靈活切換。

發明內容

本發明的目的在于：為解決現有紅光激光和綠光激光無法以單一激光的方式從同一激光器中發出且不可以靈活切換輸出的問題。且不可以靈活切換輸出的問題，本發明提供一種可實現綠光激光和紅光激光光纖靈活切換的可見光光纖激光器，它采用976nm和1976nm雙波長級聯泵浦摻鉺氟化物光纖激光，僅通過控制 泵浦源的開關，便可實現輸出光纖激光波長在紅光激光和綠光激光間靈活切換。

本發明的技術方案如下：

一種波長可切換的可見光光纖激光器，包括依次連接的激光器泵浦源，第一二色鏡和第二二色鏡，耦合透鏡，第一光纖光柵，第二光纖光柵，雙包層摻Er³⁺ZBLAN光纖和反射鏡。

激光泵浦源包括分別與第一二色鏡連接的且用于產生相互垂直且不同波長的976nm半導體激光泵浦源和1976nm摻銩光纖激光器泵浦源。

第一二色鏡對波長為976nm的激光高透，對波長為1976nm的激光高反，用于將兩束976nm和1976nm的垂直泵浦光合成一束。

第二二色鏡對波長為976nm、1976nm和3um的激光高透，對紅光和綠光高反，用于將產生的激光導引輸出。

耦合透鏡用于將976nm泵浦光產生的激光或者兩個泵浦源產生的經第一二色鏡和第二二色鏡合成后的激光聚焦到所述雙包層摻Er³⁺ZBLAN光纖的內包層中。

反射鏡對綠光和紅光高反，對2um以上的光高透。

雙包層摻Er³⁺ZBLAN光纖的第一光纖光柵與反射鏡構成摻Er³⁺ZBLAN光纖激光器產生綠光激光的諧振腔；雙包層摻Er³⁺ZBLAN光纖的第二光纖光柵與反射鏡構成摻Er³⁺ZBLAN光纖激光器產生紅光激光的諧振腔。

優選地，所述雙包層摻Er³⁺ZBLAN光纖為大芯徑雙包層光纖，外包層的外徑為300um，內包層的外徑為260um，纖芯的直徑為18um。

進一步地，所述的雙包層摻Er³⁺ZBLAN光纖的左端面是8°角，右端面是0°角。