CN104577658A - 一种风速仪用三端输出660nm与1064nm与808nm三波长光纤激光器 - Google Patents

Abstract

一种风速仪用三端输出660nm与1064nm与808nm三波长光纤激光器，它由多模泵浦二极管模块组发射808nm泵浦光，经耦合器耦合到双端输出传输光纤中，双端输出，左路，泵浦光经左光纤耦合器，泵浦辐射1319nm光子，在左光纤谐振腔内放大，输出1319nm激光双端输出，经KTP晶体，产生倍频光波长660nm，另一端经2扩束镜、输出镜直接输出808nm激光，形成660nm与808nm激光，右路，泵浦光经右光纤耦合器，泵浦辐射1064nm光子，在谐振腔内放大，输出1064nm激光，输出波长1064nm，由此，右左路三端输出660nm与1064nm与808nm三波长激光。

Description

一种风速仪用三端输出660nm与1064nm与808nm三波长光纤激光器

技术领域：激光器与应用技术领域。

技术背景：

660nm与1064nm与808nmm波长激光，是用于风速仪用光谱检测、激光源、物化分析等应用的激光，它可作为风速仪用光纤传感器的分析检测等应用光源，它还用于风速仪用光通讯等激光与光电子领域；光纤激光器作为第三代激光技术的代表，具有玻璃光纤制造成本低与光纤的可饶性、玻璃材料具有极低的体积面积比，散热快、损耗低与转换效率较高等优点，应用范围不断扩大。

一种风速仪用三端输出660nm与1064nm与808nm三波长光纤激光器，660nm与1064nm与808nm波长激光，是用于风速仪用光谱检测、激光源、物化分析等应用的激光，它可作为风速仪用光纤传感器的分析检测等应用光源，它还用于风速仪用光通讯等激光与光电子领域：光纤激光器作为第三代激光技术的代表，具有玻璃光纤制造成本低与光纤的可饶性、玻璃材料具有极低的体积面积比，散热快、损耗低与转换效率较高等优点，应用范围不断扩大。

发明内容：

一种风速仪用三端输出660nm与1064nm与808nm三波长光纤激光器方法，它由多模泵浦二极管模块组发射808nm泵浦光，经耦合器耦合到双端输出传输光纤中，双端输出，左路，泵浦光经左光纤耦合器，泵浦辐射1319nm光子，在左光纤谐振腔内放大，输出1319nm激光双端输出，经KTP晶体，产生倍频光波长660nm，另一端经2扩束镜、输出镜直接输出808nm激光，形成660nm与808nm激光，右路，泵浦光经右光纤耦合器，泵浦辐射1064nm光子，在谐振腔内放大，输出1064nm激光，输出波长1064nm，由此，右左路三端输出660nm与1064nm与808nm三波长激光。

本发明方案一、一种风速仪用三端输出660nm与1064nm与808nm三波长光纤激光器方法与装置。

它由二极管模块组发射808nm泵浦光，经光纤耦合器耦合到双端输出单层808nm泵浦光传输光纤中，双端输出单层808nm传输光纤从它的右左两端输出。

左路，808nm泵浦光，经光纤耦合器耦合到双包层Nd3+：YAG单晶光纤的内外包层之间，内包层采用椭圆形结构，外包层采用圆形结构，双端输出，泵浦光在内包层和外包层之间来回反射，多次穿过单模纤芯被其吸收，单模纤芯Nd3+：离子吸能发生能级跃迁，辐射1319nm光子，它在由右光纤输出端与左光纤输出端构成的激光谐振腔内振荡放大，形成一端1319nm激光输出，进入左KTP晶体，产生倍频光波长660nm，光纤输出端与输出镜组成倍频腔，经左输出镜输出，再经左1扩束镜与左1聚焦镜输出660nm激光，另一端输出808nm，进入左2扩束镜，输出镜，左2聚焦镜输出808nm激光，形成左1输出660nm激光，左2输出808nm激光。

右路，808nm泵浦光右光纤耦合器，耦合到右双包层Nd3+：YAG单晶光纤输入端，它进入到它进入到右双包层Nd3+：YAG单晶光纤的内外双包层之间，内包层采用椭圆形结构，外包层采用圆形结构，泵浦光在内包层和外包层之间来回反射，多次穿过单模纤芯被其吸收，单模纤芯Nd3+：离子吸能发生能级跃迁，辐射1064nm光子，在右双包层Nd3+：YAG单晶光纤输入端与输出端组成的谐振腔内放大，经其输出1064nm激光，经输出镜输出，经右扩束镜与右聚焦镜输出1064nm激光。

由此，右路输出1064nm激光与左路输出660nm、808nm激光，形成三端三波长输出。

本发明方案二、光纤设置方案。

泵浦光纤：采用双端输出单层808nm泵浦光传输光纤，光纤设计为圆环形，其中间端设置耦合器，两端输出。

左路光纤，采用双包层Nd3+：YAG单晶光纤，其玻璃基质分裂形成的非均匀展宽造成吸收带较宽，即玻璃光纤对入射泵浦光的晶体相位匹配范围宽，采用双包层光纤的包层泵浦技术，双包层光纤由四个层次组成：①光纤芯；②内包层；③外包层；④保护层，采用包层泵浦技术如下，采用一组多模泵浦二极管模块组发出泵浦光，经光纤耦合器是耦合到内包层与外包层之间，内包层采用椭圆形结构，外包层采用圆形结构，泵浦光在内包层和外包层之间来回反射，多次穿过单模纤芯被其吸收，单模纤芯Nd3+：离子吸能发生能级跃迁，辐射1319nm光子，双端输出，左1光纤输出端镀对1319nm波长光T=5％反射率膜，光纤输出端镀对1319nm波长光T=6％的反射率膜，光纤两端形成谐振腔，光纤设计为圆环形，其中间端设置耦合器。

右路光纤，与左路光纤主体相同，区别是，光纤输入出端镀波长膜层不同。

本发明方案三、镀膜方案设置。

泵浦光纤：镀808nm高透射率膜。

左1路光纤：光纤输出端：镀对1319nm波长光T=6％的反射率膜，镀对660nm波长光高反射率膜。

左1路输出镜片，镀660nm波长光的增透膜，镀对1319nm波长光高反射率膜。

左1路倍频激光KTP晶体，两端镀660nm波长光的增透膜。

左2路光纤输出端镀对808nm波长光T=5％反射率膜。

左2路输出镜片，镀对1319nm波长光高反射率膜，镀对808nm波长高透膜。右路光纤：光纤输入端镀对1064nm波长光高反射率膜，光纤输出端镀对1064nm波长光T=6％的反射率膜。

右路输出镜片，镀对1064nm波长光高透射率膜。

本发明方案四、应用方案。

右左两端输出激光，实施互为基准、互为信号光、互为种子光，同时输出，避免干涉。

本发明的核心内容：

1.设置半导体模块，由半导体模块电源供电，输出808nm波长泵浦光，在半导体模块上设置耦合器，耦合器之上设置泵浦光纤，由耦合器将808nm波长泵浦光耦合进入泵浦光纤，设置泵浦光纤为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构，即泵浦光纤同向双侧输出端镜结构，设置由泵浦光纤右输出端镜与泵浦光纤左输出端镜构成双侧808nm激光输出，在泵浦光纤双侧输出端镜之上，分别设置1064光纤与1319光纤。

右路，在泵浦光纤右输出端镜之上，设置右耦合器，在右耦合器之上设置1064nm波长的光纤，1064nm波长的光纤设置为环形单侧相向双端输入与输出的结构，由右耦合器耦合连接泵浦光纤右输出端镜与1064nm波长的光纤的输入端镜，泵浦光纤右输出端镜输出的808nm激光经右耦合器进入1064nm波长光纤，设置1064nm波长的光纤的输入端镜与输出端镜为：发生波长1064nm红外光的光纤谐振腔，即形成1064nm红外光输出，1064nm波长的光纤的输出端镜的上边依次设置：1064nm扩束镜、1064nm输出镜与1064nm聚焦镜，1064nm激光经扩束镜扩束与聚焦镜输出。

左路，在泵浦光纤右输出端镜之上，设置左耦合器，在左耦合器之上设置1319nm波长的光纤，1319nm波长的光纤设置为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构，由左耦合器耦合连接1319nm波长的光纤，泵浦光808nm激光经左耦合器进入1319nm波长光纤，设置1319nm波长的光纤的右输出端镜与左输出端镜为：发生波长1319nm红外光的光纤谐振腔，即形成1319nm红外光输出，1319nm光纤的左端输出端镜的上边依次设置：倍频660nm激光KTP晶体、660nm输出镜、660nm扩束镜扩束与660nm聚焦镜，1319nm波长经倍频660nm激光KTP晶体，倍频输出660nm激光，经扩束镜扩束与聚焦镜输出660nm激光，1319nm光纤的右端输出端镜设置为808nm输出镜，它上边依次设置：808nm扩束镜、808nm输出镜、808nm聚焦镜.

右左三路形成660nm、1064nm与808nm激光三波长激光输出，亦即形成660nm、1064nm与808nm激光三波长光纤激光器。

2.采用双包层光纤作为泵浦光纤用，泵浦光纤输出端镜镀808nm波长光高透射率膜，镀1064nm波长光高反射率膜。

3.设置1064nm波长的光纤，它采用双包层光纤，1064nm波长的光纤输入端镜，镀808nm波长光高透射率膜，镀1064nm红外光高反射率膜。

设置1319nm波长的光纤，1319nm波长的光纤输入端镜，镀808nm波长光高透射率膜，镀1319nm红外光光高透射率膜。

倍频660nm激光KTP晶体，两侧镀660nm高透射率膜。

660nm输出镜，镀1319nm高反射率膜，镀660nm高透射率膜。

倍频1064nm激光KTP晶体，两侧镀1064nm高透射率膜。

1064nm输出镜，镀1319nm高反射率膜，镀1064nm高透射率膜。

4.右左三路形成660nm、1064nm与，808nm激光三波长激光输出，它们可以互为基准，可以交叉为信号源，实现同步运转，避免发生干涉。

附图说明：

附图为本发明的结构图，下面结合附图说明一下工作过程。

附图其中为：1、半导体模块，2、耦合器，3、泵浦光纤，4、泵浦光纤右输出端镜，5、右路耦合器，6、1064nm光纤输入端镜，7、1064nm光纤，8、1064nm光纤输出端镜，9、1064nm扩束镜，10、1064nm聚焦镜，11、1064nm激光输出，12、808nm扩束镜，13、808nm聚焦镜，14、808nm激光输出，15、808nm输出镜，16、808nm波长右输出端镜，17、660nm激光输出，18、660nm聚焦镜，19、660nm输出镜，20、660nm扩束镜，21、倍频660激光KTP晶体，22、1319nm波长光纤左输出端镜，23、1319nm波长光纤，24、左耦合器，25、泵浦光纤左输出端镜，26、风扇，27、半导体模块电源，28、光学轨道及光机具。

具体实施方式：

设置半导体模块1，由半导体模块电源29供电，输出808nm波长泵浦光，在半导体模块1上设置耦合器2，耦合器2之上设置泵浦光纤3，由耦合器2将808nm波长泵浦光耦合进入泵浦光纤3，设置泵浦光纤3为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构，即泵浦光纤双侧同向输出端镜结构，设置由泵浦光纤3右输出端镜27与泵浦光纤左输出端4镜构成双侧808nm激光输出，在泵浦光纤同向双侧输出端镜结构之上，分别设置1064nm光纤7与1319nm光纤23。

右路，在泵浦光纤右输出端镜4之上，设置右耦合器5，在右耦合器5之上设置1064nm光纤7，1064nm光纤7设置为环形单侧相向双端输入与输出的结构，由右耦合器5耦合连接泵浦光纤右输出端镜4与1064nm波长的光纤的输入端镜6，泵浦光纤右输出端镜4输出的808nm激光经右耦合器5进入1064nm光纤7，设置1064nm光纤7的输入端镜6与输出端镜8为：发生波长1064nm红外光的光纤谐振腔，即形成1064nm红外光输出，1064nm光纤的输出端镜8的上边依次设置：1064nm扩束镜9、1064nm输出镜30与1064nm聚焦镜10，1064nm激光经扩束镜扩束与聚焦镜输出1064nm激光输出11。

左路，在泵浦光纤左输出端镜之上，设置左耦合器，在左耦合器之上设置1319nm波长的光纤，1319nm波长的光纤设置为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构，由左耦合器耦合连接1319nm波长的光纤，泵浦光808nm激光经左耦合器进入1319nm波长光纤，设置1319nm波长的光纤的右输出端镜22与左输出端镜16为：发生波长1319nm红外光的光纤谐振腔，即形成1319nm红外光输出，1319nm光纤的左端输出端镜的上边依次设置：倍频660nm激光KTP晶体21、660nm扩束镜20、660nm输出镜19与660nm聚焦镜18，1319nm波长经倍频660nm激光KTP晶体21，倍频输出660nm激光，经扩束镜扩束与聚焦镜输出660nm激光17，808nm波长右端输出端镜16的上边依次设置：808nm扩束镜12、808nm输出镜15、808nm聚焦镜13，输出808nm激光14.

右左三路形成660nm、1064nm与808nm激光三波长激光输出，亦即形成660nm、1064nm与808nm激光三波长光纤激光器。

除二极管模块组电源外，上述全部器件均装置在光学轨道及光机具30上，由风扇28实施风冷，组成输出660nm、1064nm与808nm激光三波长光纤激光器。

Claims (2)

1.一种风速仪用三端输出660nm与1064nm与808nm三波长光纤激光器，其特征为，设置半导体模块，由半导体模块电源供电，输出808nm波长泵浦光，在半导体模块上设置耦合器，耦合器之上设置泵浦光纤，由耦合器将808nm波长泵浦光耦合进入泵浦光纤，设置泵浦光纤为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构，即泵浦光纤同向双侧输出端镜结构，设置由泵浦光纤右输出端镜与泵浦光纤左输出端镜构成双侧808nm激光输出，在泵浦光纤双侧输出端镜之上，分别设置1064光纤与1319光纤。

右路，在泵浦光纤右输出端镜之上，设置右耦合器，在右耦合器之上设置1064nm波长的光纤，1064nm波长的光纤设置为环形单侧相向双端输入与输出的结构，由右耦合器耦合连接泵浦光纤右输出端镜与1064nm波长的光纤的输入端镜，泵浦光纤右输出端镜输出的808nm激光经右耦合器进入1064nm波长光纤，设置1064nm波长的光纤的输入端镜与输出端镜为：发生波长1064nm红外光的光纤谐振腔，即形成1064nm红外光输出，1064nm波长的光纤的输出端镜的上边依次设置：1064nm扩束镜、1064nm输出镜与1064nm聚焦镜。

左路，在泵浦光纤右输出端镜之上，设置左耦合器，在左耦合器之上设置1319nm波长的光纤，1319nm波长的光纤设置为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构，由左耦合器耦合连接1319nm波长的光纤，泵浦光808nm激光经左耦合器进入1319nm波长光纤，设置1319nm波长的光纤的右输出端镜与左输出端镜为：发生波长1319nm红外光的光纤谐振腔，即形成1319nm红外光输出，1319nm光纤的左端输出端镜的上边依次设置：倍频660nm激光KTP晶体、660nm输出镜、660nm扩束镜扩束与660nm聚焦镜，1319nm波长经倍频660nm激光KTP晶体，倍频输出660nm激光，经扩束镜扩束与聚焦镜输出660nm激光，1319nm光纤的右端输出端镜设置为808nm输出镜，它上边依次设置：808nm扩束镜、808nm输出镜、808nm聚焦镜.

右左三路形成660nm与1064nm与808nm三波长激光输出，亦即形成660nm与1064nm与808nm激光三波长光纤激光器。

2.根据权利要求1所述，一种风速仪用660nm与1064nm与808nm三波长光纤激光器，其特征为，右左三路形成660nm、1064nm与，808nm激光三波长激光输出，它们可以互为基准，可以交叉为信号源，实现同步运转，避免发生干涉。