CN104577664A - 一种风速仪用四端输出双808nm与532nm与1064nm波长光纤激光器 - Google Patents

Abstract

一种风速仪用四端输出双808nm与532nm与1064nm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，耦合到传输光纤中双端输出，右路，泵浦右光纤辐射1064nm光子，在右光纤谐振腔内放大，双端输出1064nm激光，一路经右532KTP晶体产生倍频光波长532nm，另一路直接输出1064nm激光；左路，双路直接输出808nm激光，由此，四端输出双808nm与532nm与1064nm波长激光。

Description

一种风速仪用四端输出双808nm与532nm与1064nm波长光纤激光器

技术领域：激光应用与风电技术领域。

技术背景：

双808nm与532nm与1064nm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双808nm与532nm与1064nm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：

一种风速仪用四端输出双808nm与532nm与1064nm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，耦合到传输光纤中双端输出，右路，泵浦右光纤辐射1064nm光子，在右光纤谐振腔内放大，双端输出1064nm激光，一路经右532KTP晶体产生倍频光波长532nm，另一路直接输出1064nm激光；左路，双路直接输出808nm激光，由此，四端输出双808nm与532nm与1064nm波长激光。

本发明方案一、一种风速仪用四端输出双808nm与532nm与1064nm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传输光纤从它的左右两端输出。

右路，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，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，它在由左光纤输出端与右光纤输出端构成的激光谐振腔内振荡放大，形成1064nm激光双端输出，一端进入右532KTP晶体，产生倍频光波长532nm，经右输出镜输出，再经右1扩束镜与右1聚焦镜输出532nm激光，另一端进入右2扩束镜，1064nm输出镜，右2聚焦镜输出1064nm激光，形成右1输出532nm激光，右2输出1064nm激光。

左路，808nm泵浦光左光纤耦合器，耦合到808nm泵浦光光纤中，双路输出808nm激光，经左右808nm输出镜，左右808nm聚焦镜输出808nm激光，形成左右双路输出808nm激光。

由此形成，左右路四端输出双808nm与532nm与1064nmmm波长激光。

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。

右路光纤，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1064nm光子，右光纤输出端镀对1064nm波长光T=5％反射率膜，光纤输出端镀对1064nm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，其中端部耦合器。

左路光纤，是泵浦光808nm的传输光纤，采用圆形双侧双端向上输出结构。

本发明方案三、镀膜方案设置。

泵浦光纤：镀808nm高透射率膜。

右1路光纤：光纤输出端：镀对1064nm波长光T=6％的反射率膜，镀对532nm波长光高反射率膜。

右1路输出镜片，镀532nm波长光的增透膜，镀对1064nm波长光高反射率膜。

右1路倍频激光532KTP晶体，两端镀532nm波长光的增透膜。

右2路光纤输出端镜镀对1064nm波长光T=5％反射率膜。

右2路1064输出镜片，镀对532nm波长光高反射率膜。

左1路与左2路光纤：光纤输出端镜：镀对808nm波长光T＝36％的透射率膜

左1路与左2路输出镜片，镀808nm波长光的增透膜。

本发明方案四、应用方案。

左右两端输出激光，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808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两侧向上同向双侧输出端镜结构，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，泵浦光808nm激光经左耦合器进入1064nm波长光纤，设置1064nm波长的光纤的右输出端镜与左输出端镜为：发生波长1064nm红外光的光纤谐振腔，即形成1064nm红外光输出，1064nm光纤的左端输出端镜的上边依次设置：倍频激光532KTP晶体、532nm输出镜、532nm扩束镜扩束与532nm聚焦镜，1064nm波长经倍频激光532KTP晶体，倍频输出532nm激光，经扩束镜扩束与聚焦镜输出532nm激光，1064nm光纤的右端输出端镜的上边依次设置：1064nm扩束镜、1064nm输出镜、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808nm波长的光纤，808nm波长的光纤设置为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构，设置808nm波长的光纤的右输出端镜与左输出端镜为808nm激光的输出镜，即形成双808nm激光，808nm光纤的左端输出端镜设置为808nm输出镜，它的上边依次设置：808nm输出镜、808nm扩束镜与808nm聚焦镜，808nm波长经808nm输出镜，输出808nm激光，经扩束镜扩束与聚焦镜输出808nm激光，808nm光纤的右端输出端镜设置为808nm输出镜，它的上边依次设置：808nm输出镜、808nm扩束镜、808nm聚焦镜，经扩束镜扩束与聚焦镜输出808nm激光，组成双808nm激光结构。

右左四路形成808nm、808nm、532nm与1064nm激光波长激光输出，亦即形成双808nm、532nm与1064nm激光波长光纤激光器。

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波长高透射率膜；设置1064nm波长的光纤，它采用双包层光纤，1064nm波长的光纤左输出端镜，镀808nm波长光反透射率膜同时镀1064nm激光94％反射率膜；1064nm波长的光纤右输出端镜，镀808nm波长光反透射率膜同时镀1064nm激光94％反射率膜。

设置808nm波长的光纤，808nm波长的光纤左输出端镜，镀808nm波长激光7％透射率膜。

808nm输出镜，两侧镀808nm高透射率膜。

倍频激光532KTP晶体，两侧镀532nm高透射率膜。

532nm输出镜，镀808nm高反射率膜，镀532nm高透射率膜。

3.右左四路形成双808nm与532nm与1064nm激光波长激光输出，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，7、1064nm光纤左输出端镜，8、1064nm光纤右输出端镜，9、532nm输出镜，10、1064nm扩束镜，11、1064nm聚焦镜，12、532nm激光输出，13、1064nm扩束镜，14、1064nm聚焦镜，15、1064nm激光输出，16、1064nm输出镜，17、808nm激光输出，18、808聚焦镜，19、808nm扩束镜，20、808nm输出镜，21、808nm光纤右输出端镜，22、808nm激光输出，23、808nm聚焦镜，24、808nm扩束镜，25、808nm输出镜，26、808nm光纤左输出端镜，27、808nm光纤，风扇，28、左耦合器，29、泵浦光纤左输出端镜，30、风扇，31、半导体模块电源，32、光学轨道及光机具，33、倍频激光532KTP晶体。

具体实施方式：

设置半导体模块1，由半导体模块电源31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4与泵浦光纤左输出端镜29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1064nm光纤6与808nm光纤27。

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6，1064nm光纤6设置为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构，由右耦合器5耦合连接泵浦光纤右输出端镜4与1064nm光纤6，泵浦光808nm激光经左耦合器5进入1064nm波长光纤6，设置1064nm光纤的右输出端镜8与左输出端镜7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光纤的右输出端镜8的上边依次设置：倍频激光532KTP晶体33、532nm输出镜9、532nm扩束镜10与532nm聚焦镜11，1064nm波长经倍频激光532KTP晶体33，倍频输出532nm激光12，经扩束镜扩束与聚焦镜输出532nm激光12，1064nm光纤的左端输出端镜7的上边依次设置：1064nm扩束镜13、1064nm输出镜16与1064nm聚焦镜，输出1064nm输出15，右路形成532nm激光12与1064nm激光15。

左路，在泵浦光纤右输出端镜29之上，设置左耦合器28，在左耦合器28之上设置808nm光纤27，808nm光纤27设置为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构，由左耦合器27耦合连接808nm波长的光纤，泵浦光808nm激光经左耦合器28进入808nm波长光纤27，设置808nm波长的光纤的右输出端镜21与左输出端镜26双端输出808nm激光，808nm光纤27的左端输出端镜26的上边依次设置：808nm输出镜25、808nm扩束镜24与808nm聚焦镜23，输出808nm激光输出22，同样，808nm光纤的右端输出端镜21的上边依次设置：808nm输出镜20、808nm扩束镜19与808nm聚焦镜18，输出808nm激光输出17。

右左四路形成双808nm、532nm与1064nm激光波长激光输出，亦即形成双808nm、532nm与1064nm激光波长光纤激光器。

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32上，由风扇28实施风冷，组成输出双808nm、532nm与1064nm激光波长光纤激光器。

Claims (1)

1.一种风速仪用四端输出双808nm与532nm与1064nm四波长光纤激光器，其特征是：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808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两侧向上同向双侧输出端镜结构，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，泵浦光808nm激光经左耦合器进入1064nm波长光纤，设置1064nm波长的光纤的右输出端镜与左输出端镜为：发生波长1064nm红外光的光纤谐振腔，即形成1064nm红外光输出，1064nm光纤的左端输出端镜的上边依次设置：倍频激光532KTP晶体、532nm输出镜、532nm扩束镜扩束与532nm聚焦镜，1064nm波长经倍频激光532KTP晶体，倍频输出532nm激光，经扩束镜扩束与聚焦镜输出532nm激光，1064nm光纤的右端输出端镜的上边依次设置：1064nm扩束镜、1064nm输出镜、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808nm波长的光纤，808nm波长的光纤设置为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构，设置808nm波长的光纤的右输出端镜与左输出端镜为808nm激光的输出镜，即形成双808nm激光，808nm光纤的左端输出端镜设置为808nm输出镜，它的上边依次设置：808nm输出镜、808nm扩束镜与808nm聚焦镜，808nm波长经808nm输出镜，输出808nm激光，经扩束镜扩束与聚焦镜输出808nm激光，808nm光纤的右端输出端镜设置为808nm输出镜，它的上边依次设置：808nm输出镜、808nm扩束镜、808nm聚焦镜，经扩束镜扩束与聚焦镜输出808nm激光，组成双808nm激光结构。

右左四路形成808nm、808nm、532nm与1064nm激光波长激光输出，亦即形成双808nm、532nm与1064nm激光波长光纤激光器。