[發(fā)明專利]基于球冠鍍膜球柄注光加熱的可調(diào)諧微球激光器及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210110003.5
• 申請日: 2022-01-29
• 公開（公告）號: CN114530748A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃衍堂;許齊玲;許燦華
• 申請（專利權(quán)）人: 閩都創(chuàng)新實驗室
• 主分類號: H01S3/06
• 分類號: H01S3/06;H01S3/08;H01S3/16;H01S3/17
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 郭東亮;蔡學俊

1.基于球冠鍍膜球柄注光加熱的可調(diào)諧微球激光器，其特征在于：所述激光器激勵光源的輸出端經(jīng)第一光纖與一分二光功率分配器的輸入端相連；所述光功率分配器的其中一個輸出端經(jīng)第二光纖與錐光纖耦合器相接，另一輸出端經(jīng)第三光纖與可變光衰減器相接；所述可變光衰減器可對第三光纖傳輸?shù)墓夤β蔬M行調(diào)整，形成用于加熱帶柄微球的加熱光，并把加熱光經(jīng)第五光纖輸出至帶柄微球的球柄處；第二光纖傳輸?shù)募罟馔ㄟ^雙錐光纖耦合入帶柄微球的微球赤道區(qū)域，形成回廊模來泵浦該稀土離子摻雜微球產(chǎn)生窄線寬單模或多模激光；經(jīng)球柄傳入微球的加熱光在微球的球冠膜層會聚，被膜層吸收使微球因升溫而改變折射率及諧振波長，對微球產(chǎn)生激光的波長進行調(diào)諧，因光-熱-光效應調(diào)諧后的微球回廊激光經(jīng)第四光纖輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于球冠鍍膜球柄注光加熱的可調(diào)諧微球激光器，其特征在于：所述帶柄微球的球部為球冠鍍膜的稀土離子摻雜微球，球柄用于對微球進行移動操作、固定以及加熱光傳輸。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于球冠鍍膜球柄注光加熱的可調(diào)諧微球激光器，其特征在于：所述激勵光源為微球激光器的泵浦源，以及用于加熱帶柄微球球部的光源；所述第二光纖的末端以低損耗連接方式與雙錐光纖始端相連以傳輸泵浦光；所述雙錐光纖與微球赤道面相切耦合，將泵浦光耦合入微球形成回廊模，以激勵微球產(chǎn)生的激光。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于球冠鍍膜球柄注光加熱的可調(diào)諧微球激光器，其特征在于：所述球冠鍍膜稀土離子摻雜微球的球部本體為采用溶膠--凝膠法在SiO₂微球外包覆一層摻有稀土離子的SiO₂膜層的微球，用于產(chǎn)生窄線寬單模或多模激光；所述球部本體的球冠鍍膜為金屬膜或介質(zhì)膜，用于吸收從球柄導入通過微球會聚于球冠的光，并吸收光轉(zhuǎn)換為熱，球冠處的熱傳遞到整個微球而使其折射率改變，進而使微球的諧振波長改變，以調(diào)諧輸出激光波長。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于球冠鍍膜球柄注光加熱的可調(diào)諧微球激光器，其特征在于：所述帶柄微球的球柄經(jīng)尾纖與第五光纖相連；第四光纖的始端與微球處的雙錐光纖相連，末端為可調(diào)諧激光的輸出口。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于球冠鍍膜球柄注光加熱的可調(diào)諧微球激光器，其特征在于：所述第一光纖、第二光纖、第三光纖、第四光纖和第五光纖均為標準通信石英光纖、塑料光纖或尼龍光纖；所述激勵光源為放大的受激輻射光源ASE、LED或激光光源。

7.基于球冠鍍膜球柄注光加熱的可調(diào)諧微球激光器的激光輸出波長調(diào)節(jié)方法，其特征在于：所述可變光衰減器通過改變第五光纖中加熱光的光功率，來調(diào)整帶柄微球的光-熱-光效應強度，使激光器的激光輸出波長發(fā)生不同量的改變；加熱光的不同光功率，對應激光器的不同輸出激光波長；具體為：

激勵光源發(fā)出的光經(jīng)第一光纖傳至一分二光功率分配器并分為兩路，一路作為泵浦光經(jīng)第二光纖傳至雙錐光纖，泵浦光以倏逝波形式耦合進球冠鍍膜稀土離子摻雜微球腔中，經(jīng)其泵浦微球腔中的稀土離子電子躍遷產(chǎn)生單模激光或多模激光，另一路作為控制光經(jīng)第三光纖傳至可變光衰減器，通過可變光衰減器控制經(jīng)由第五光纖傳至微球腔球柄的光功率，利用球冠鍍膜層吸收光產(chǎn)生的光-熱-光效應，隨著第五光纖中的光功率增大，微球腔產(chǎn)生的單模激光或多模激光的波長向長波長方向移動，從而實現(xiàn)微球輸出激光波長的調(diào)諧。