[實用新型]基于全光纖非相干合束的高功率中紅外量子級聯激光器

有效

• 申請號: 201921321204.X
• 申請日: 2019-08-15
• 公開（公告）號: CN210326479U
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 史偉;房強;許海鑫;張卓
• 申請（專利權）人: 山東海富光子科技股份有限公司
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40;H01S5/50
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種基于全光纖非相干合束的高功率中紅外量子級聯激光器。其包括光纖耦合量子級聯激光器、光纖合束器和激光輸出頭；其中多個光纖耦合量子級聯激光器的輸出光纖分別與光纖合束器的多個輸入光纖連接；光纖合束器的輸出光纖與激光輸出頭連接。本實用新型提供的基于全光纖非相干合束的高功率中紅外波段量子級聯激光器一方面可以實現高輸出功率(比如百瓦量級)，將現有中紅外波段量子級聯激光器的輸出功率提高一個量級，另外一方面激光器輸出實現了光纖“柔性”輸出，整個系統具備結構簡單，穩定可靠等優點。

技術領域

本實用新型屬于光纖和激光技術領域，具體涉及一種基于全光纖非相干合束的高功率中紅外量子級聯激光器。

背景技術

量子級聯激光器的發明是半導體激光器領域中具有里程碑意義的發展,開創了中遠紅外半導體激光的新領域。工作波長在中紅外波段的半導體激光器非常少，而量子級聯激光器恰恰工作于中紅外區域(2.75-25μm)，而且波長可調諧。量子級聯激光器目前的主要用途是氣體檢測、紅外對抗和太赫茲通信，尤其是在中波紅外3-5μm波段，基本達到了實用化程度，然而由于受到器件結構及材料性質限制，進一步提高量子級聯激光器的輸出功率十分困難。激光合束技術作為獲得高功率輸出最直接辦法，在近紅外半導體激光器領域發展比較成熟，已經可以實現柔性的全光纖結構。目前應用于量子級聯激光器的各類合束技術(相干合束、光譜合束、波導合束、偏振合束等)均依賴于各類空間器件，系統結構復雜，離實用化具有很大差距。

申請號為201811482773.2，發明名稱為“一種基于量子級聯激光器的合束系統”的中國發明專利申請公開了一種基于偏振合束技術實現的量子級聯激光器合束方案，但其缺點是僅限于空間合束，受限于量子級聯激光器目前的封裝工藝無法獲得高功率(比如百瓦量級)的中紅外激光。

發明內容

為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種基于全光纖非相干合束的高功率中紅外量子級聯激光器。

為了達到上述目的，本實用新型提供的基于全光纖非相干合束的高功率中紅外量子級聯激光器包括光纖耦合量子級聯激光器、光纖合束器和激光輸出頭；其中多個光纖耦合量子級聯激光器的輸出光纖分別與光纖合束器的多個輸入光纖連接；光纖合束器的輸出光纖與激光輸出頭連接。

所述的光纖耦合量子級聯激光器為單管芯中紅外量子級聯激光器，輸出光纖為氟化物光纖、硫化物光纖或者碲化物光纖，工作波長為3～5μm。

所述的光纖合束器為N×1光纖合束器，N＝3M×(M+1)+1，其中M＝1,2,3....，光纖合束器的輸入光纖和輸出光纖均為氟化物光纖、硫化物光纖或者碲化物光纖，輸出光纖與輸入光纖滿足其中n為輸入光纖的數量，D_in為輸入光纖的纖芯直徑，NA_in為輸入光纖的纖芯數值孔徑，D_out為輸出光纖的纖芯直徑，NA_out為輸出光纖的纖芯數值孔徑，所有輸入光纖為相同規格的光纖。

所述的光纖耦合量子級聯激光器的輸出光纖與激光合束器的輸入光纖為同種型號的光纖。

所述的激光輸出頭為中紅外光纖端帽，光纖為氟化物光纖、硫化物光纖或者碲化物光纖，端帽輸出端面呈8度以上傾斜角，并且端面鍍有3-5μm波段的高透膜。

本實用新型提供的基于全光纖非相干合束的高功率中紅外波段量子級聯激光器一方面可以實現高輸出功率(比如百瓦量級)，將現有中紅外波段量子級聯激光器的輸出功率提高一個量級，另外一方面激光器輸出實現了光纖“柔性”輸出，整個系統具備結構簡單，穩定可靠等優點。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的基于全光纖非相干合束的高功率中紅外波段量子級聯激光器結構示意圖。

具體實施方式