[發明專利]一種基于稀土離子摻雜ZBLAN光纖的中紅外激光器

在審

• 申請號: 202011541245.7
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112670812A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 馬杰;唐定遠;沈德元
• 申請（專利權）人: 中紅外激光研究院（江蘇）有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/091;H01S3/094
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

本申請涉及一種基于稀土離子摻雜ZBLAN光纖的中紅外激光器。該中紅外激光器包括：通過泵浦源與石英光纖的一端連接，石英光纖的另一端的末端刻寫有石英光纖光柵，石英光纖的另一端與稀土離子摻雜ZBLAN光纖的一端連接，稀土離子摻雜ZBLAN光纖的另一端與光纖端帽連接；泵浦源發出的泵浦光經過石英光纖和石英光纖光柵后，進入由石英光纖光柵與光纖端帽之間構成的激光諧振腔，被稀土離子摻雜ZBLAN光纖吸收后，激發出中紅外激光，中紅外激光在激光諧振腔內振蕩并由鍍有對中紅外激光波段部分反射部分透過的介質膜的光纖端帽輸出。利用鍍有介質膜的光纖端帽代替ZBLAN光纖光柵作為全光纖激光器輸出端，不僅能夠避免復雜的ZBLAN光纖光柵制備工藝，降低激光器成本。

技術領域

本申請涉及激光器技術領域，特別是涉及一種基于稀土離子摻雜ZBLAN光纖的中紅外激光器。

背景技術

中紅外波段是介于可見、近紅外光與太赫茲(THz)波段之間的一定范圍內的電磁輻射區域，尤其是3μm附近這一典型的中紅外波長范圍在物理學、化學、材料學、生物學、醫學、大氣探測、通訊、國防等國民經濟和前沿科學研究方向具有重要的應用前景，近年來引起了越來越廣泛的關注。目前，獲得3μm中紅外波段激光的方法有很多，如半導體量子級聯激光器、非線性參量振蕩和放大，固體激光器、光纖激光器等，其中由于光纖激光器具有轉換效率高、散熱效果好、激光閾值低、輸出光束質量好、峰值功率高、以及高“表面積/體積”比、柔軔性與靈活性好、易于集成等顯著優點，在氣體檢測、醫療、國防等應用中表現出獨特的優勢，因此發展高效率中紅外3μm光纖激光器有著重要的科學意義和應用價值。

當前中紅外3μm波段光纖激光器的一種重要方案是基于半導體激光器泵浦Er³+:ZBLAN光纖產生，主要有一種構型是基于在ZBLAN(氟化物)光纖上刻寫對激光高反和部分反射光纖光柵的全光纖中紅外激光器方案，這種構型的激光器具有穩定性高、靈活性好等一系列優點，是中紅外光纖激光器發展的主要方向，但目前直接在ZBLAN光纖上刻寫光柵工藝復雜，因此激光器成本高。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠降低激光器成本的基于稀土離子摻雜ZBLAN光纖的中紅外激光器。

一種基于稀土離子摻雜ZBLAN光纖的中紅外激光器，所述中紅外激光器包括：泵浦源、石英光纖、稀土離子摻雜ZBLAN光纖和光纖端帽，所述光纖端帽鍍有對中紅外激光波段部分反射部分透過的介質膜；

所述泵浦源與所述石英光纖的一端連接，所述石英光纖的另一端的末端刻寫有石英光纖光柵，所述石英光纖的另一端與所述稀土離子摻雜ZBLAN光纖的一端連接，所述稀土離子摻雜ZBLAN光纖的另一端與所述光纖端帽連接；

所述泵浦源發出的泵浦光經過所述石英光纖和所述石英光纖光柵后，進入由所述石英光纖光柵與所述光纖端帽之間構成的激光諧振腔，被所述稀土離子摻雜ZBLAN光纖吸收后，激發出中紅外激光，所述中紅外激光在所述激光諧振腔內振蕩并由所述光纖端帽輸出。

在其中一個實施例中，所述稀土離子摻雜ZBLAN光纖中摻雜的稀土離子為Er³⁺離子或Ho³⁺離子。

在其中一個實施例中，所述石英光纖的另一端與所述稀土離子摻雜ZBLAN光纖的一端通過熔接方式連接。

在其中一個實施例中，所述光纖端帽由石英或晶體材料構成。

在其中一個實施例中，所述泵浦源為光纖耦合輸出半導體激光器。