[發明專利]全光纖窄線寬納秒可調諧綠光激光器

在審

• 申請號: 202110044838.0
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112736638A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 李平雪;李舜;于可新;楊敏
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109;H01S3/067;H01S3/094;H01S3/16;H01S3/23
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明公開了全光纖窄線寬納秒可調諧綠光激光器，包括激光種子源、兩級單模光纖激光放大器、四級多模光纖激光放大器和二次諧波裝置。激光種子源發出重復頻率和脈沖寬度連續可調諧的窄線寬納秒種子光，兩級單模光纖激光放大器用于對種子光進行初步放大，四級多模光纖激光放大器用于將種子光的功率進一步放大，二次諧波裝置接收經多級功率放大后獲取的基頻光，并對其進行倍頻處理得到綠光激光；將重復頻率和脈沖寬度連續可調諧的窄線寬納秒種子光通過多級有源光纖進行多級功率放大得到基頻光，最后將基頻光通過二次諧波裝置進行倍頻得到綠色激光，最終實現全光纖窄線寬納秒可調諧綠光激光器。

技術領域

本發明涉及綠光激光領域，特別是涉及一種全光纖窄線寬納秒可調諧綠光激光器。

背景技術

綠光激光器廣泛應用于材料加工、醫療、激光投影和泵浦光參量放大器等領域。目前，獲得綠光激光的主要途徑是通過固體激光器發射激光，然后通過非線性晶體對該激光倍頻得到，盡管固態激光器已經生產出了100瓦以上的綠光激光器，但這些激光器的光束質量M²10，且調諧范圍有限。

近年來，光纖激光器以其光束質量高、穩定性好、熱耗散大以及可調諧范圍廣等優點受到人們的廣泛關注，尤其是大功率、窄線寬、線偏振式脈沖激光器在激光雷達、光譜測量和精密測量中更是得到了廣泛應用。基于窄線寬光纖激光器在體積、效率、光束質量以及可調諧方面的優勢，研究人員更傾向于采用窄線寬光纖激光器來獲得二次諧波(SHG)輸出，從而實現窄線寬、可調諧、高效率的綠光激光器。

發明內容

本發明旨在提出一種全光纖窄線寬納秒可調諧綠光激光器，克服傳統綠光激光器線寬較寬、可調諧范圍小以及結構復雜的問題。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種全光纖窄線寬納秒可調諧綠光激光器，其特征包括激光種子源(a)、兩級單模光纖放大器(b)、四級多模光纖放大器(c)和二次諧波裝置(d)。激光種子源(a)為商用重復頻率和脈沖寬度連續可調諧的窄線寬納秒激光器，該激光種子源輸出重復頻率1kHz～100kHz可調、脈沖寬度1ns～200ns可調、平均功率為微瓦量級的窄線寬脈沖信號光，通過兩級單模光纖激光放大器(b)后，信號光功率得到初步放大達到毫瓦兩級，隨后信號光進入四級多模光纖放大器(c)，此時信號光的功率進一步得到放大并從光纖端帽輸出得到基頻光，將基頻光通過二次諧波裝置(d)后得到綠光激光。該綠光激光器輸出窄線寬、納秒以及重復頻率和脈沖寬度可調諧的綠光激光，且各個模塊之間通過光纖熔接實現一個全纖化系統。

進一步地，所述激光種子源(a)為商用重復頻率和脈沖寬度連續可調諧的窄線寬納秒激光器，連接第一帶通濾波器。

進一步地，所述兩級單模光纖放大器(b)包含第一光纖波分復用器、第一增益光纖、第一半導體激光器、第二帶通濾波器、第二光纖波分復用器、第二增益光纖、第二半導體激光器、第三帶通濾波器、第一光纖環形器、第一反射式光纖光柵、第一信號光隔離器；第一半導體激光器輸出端連接第一光纖波分復用器泵浦纖端，第一帶通濾波器輸出端連接第一光纖波分復用器信號纖端，第一光纖波分復用器公共端連接第一增益纖輸入端，第一增益纖輸出端連接第二帶通濾波器輸入端，第二帶通濾波器輸出端連接第二光纖波分復用器信號纖端，第二半導體激光器輸出端連接第二光纖波分復用器泵浦纖端，第二光纖波分復用器公共端連接第二增益光纖輸入端，第二增益光纖輸出端連接第三帶通濾波器輸入端，第三帶通濾波器輸出端鏈接第一光纖環形器輸入端，第一光纖環形器反射端連接第一反射式光纖光柵前端，第一反射式光纖光柵后端連接第一光纖跳線，第一光纖環形器輸出端連接第一信號光隔離器輸入端。

進一步地，所述四級多模光纖放大器(c)由四級光纖放大器級聯組成，包括第三半導體激光器、第一光纖合束器、第三增益光纖、第二信號光隔離器、第四半導體激光器、第二光纖合束器、第四增益光纖、第三信號光隔離器、第五半導體激光器、第三光纖合束器、第五增益光纖、第四信號光隔離器、第六半導體激光器、第四光纖合束器、第六增益光纖、包層光濾除器和輸出端帽。