CN104577666A - 一种风速仪用四端输出808nm与1064nm与双660nm波长光纤激光器 - Google Patents

Abstract

一种风速仪用四端输出808nm与1064nm与双660nm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1319nm光子，在右光纤谐振腔内放大，双端输出1319nm激光，一路经KTP晶体产生倍频光波长660nm，同样，另一路也经KTP晶体产生倍频光波长输出660nm激光，形成双660nm激光；左路，泵浦左光纤辐射1064nm光子，在左光纤谐振腔内放大，双端输出1064nm激光，一路经1064nm输出镜输出波长1064nm，另一路直接输出808nm激光，由此，四端输出808nm与1064nm与双660nm波长激光。

Description

一种风速仪用四端输出808nm与1064nm与双660nm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：

808nm与1064nm与双660nm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：

一种风速仪用四端输出808nm与1064nm与双660nm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1319nm光子，在右光纤谐振腔内放大，双端输出1319nm激光，一路经KTP晶体产生倍频光波长660nm，同样，另一路也经KTP晶体产生倍频光波长输出660nm激光，形成双660nm激光；左路，泵浦左光纤辐射1064nm光子，在左光纤谐振腔内放大，双端输出1064nm激光，一路经1064nm输出镜输出波长1064nm，另一路直接输出808nm激光，由此，四端输出808nm与1064nm与双660nm波长激光。

本发明方案一、一种风速仪用四端输出808nm与1064nm与双660nm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1319nm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1319nm激光双端输出，一端进入右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，经右输出镜输出，再经右1扩束镜与右1聚焦镜输出660nm激光，另一端进入右2KTP晶体，产生倍频光波长660nm，光纤输出端与输出镜组成倍频腔，经右输出镜输出，再经右2扩束镜与右2聚焦镜输出660nm激光。

左路，808nm泵浦光左光纤耦合器，耦合到左双包层Nd3+：YAG单晶光纤输入端，它进入到它进入到左双包层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，在左双包层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，一端输出1064nm激光，一端进入1064nm输出镜输出波长1064nm，光纤输出端与输出镜组成倍频腔，经左1输出镜输出，再经左1扩束镜与左1聚焦镜输出1064nm激光，另一端输出808nm激光进入左2扩束镜，输出镜，左2聚焦镜输出808nm激光，形成左1输出1064nm激光，左2输出808nm激光。

由此形成，左右路四端输出808nm与1064nm与双660nmmm四波长激光。

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1319nm光子，右光纤输出端镀对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，其中端部耦合器。

左路光纤，与右路光纤主体相同，区别是镀膜层不同。

本发明方案三、镀膜方案设置。

泵浦光纤：镀808nm高透射率膜。

右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。

右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。

右1路倍频激光KTP晶体，两端镀660nm波长光的增透膜。

右2路倍频激光KTP晶体，两端镀660nm波长光的增透膜。

右2路输出镜片，镀对660nm波长光高反射率膜，镀对1319nm波长光高反射率膜。

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

左1路输出镜片，镀1064nm波长光的增透膜。

左2路光纤输出端镜镀对808nm波长光T＝5％反射率膜。

左2路输出镜片，镀对808nm波长光高透射率膜。

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1319光纤与1064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，由右耦合器耦合连接泵浦光纤右输出端镜与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，同样，1319nm光纤的右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，形成双660nm激光输出。

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，由左耦合器耦合连接1064nm波长的光纤，泵浦光808nm激光经左耦合器进入1064m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激光，1064nm光纤的左端输出端镜设置为1064nm输出镜，它的上边依次设置：1064nm输出镜、1064nm扩束镜扩束与1064nm聚焦镜，1064nm波长经输出镜输出1064nm激光，经扩束镜扩束与聚焦镜输出1064nm激光，1064nm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扩束镜、808nm输出镜、808nm聚焦镜.

右左四路形成808nm、1064nm与双660nm激光四波长激光输出，亦即形成808nm、1064nm与双660nm激光四波长光纤激光器。

2.设置1319nm波长的光纤，它采用双包层光纤，1319nm波长的光纤输入端镜，镀808nm波长光高透射率膜，镀1319nm激光高反射率膜。

设置1064nm波长的光纤，1064nm波长的光纤左输出端镜，镀1064nm波长激光7％透射率膜；1064nm波长的光纤右输出端镜镀808nm激光7％透射率膜同时镀1064nm高反射率膜。

1064nm输出镜，镀1064nm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1064nm高反射率膜，镀660nm高透射率膜。

3.右左四路形成808nm、1064nm与双660nm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、1319nm光纤，7、1319nm光纤左输出端镜，8、1319nm光纤右输出端镜，9、660nm输出镜，10、1319nm扩束镜，11、1319nm聚焦镜，12、660nm激光输出，13、660nm扩束镜，14、660nm聚焦镜，15、660nm激光输出，16、660nm输出镜，17、808nm激光输出，18、808聚焦镜，19、808nm输出镜，20、808nm扩束镜，21、1064nm光纤右输出端镜，22、1064nm激光输出，23、1064nm聚焦镜，24、1064nm扩束镜，25、1064nm输出镜，26、1064nm光纤左输出端镜，27、1064nm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660激光KTP晶体，34、倍频660激光KTP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1319nm光纤6与1064nm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1319nm光纤6，1319nm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1319nm光纤6，泵浦光808nm激光经左耦合器5进入1319nm波长光纤，设置1319nm光纤的右输出端镜8与左输出端镜8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光纤的右输出端镜8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，同样，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。

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，由左耦合器耦合连接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：1064nm输出镜、1064nm扩束镜扩束与1064nm聚焦镜，1064nm波长经输出镜输出1064nm激光，经扩束镜扩束与聚焦镜输出1064nm激光，1064nm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扩束镜、808nm输出镜、808nm聚焦镜.

右左四路形成808nm、1064nm、双660nm激光四波长激光输出，亦即形成808nm、1064nm、双660nm激光四波长光纤激光器。

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808nm、1064nm、双660nm激光四波长光纤激光器。

Claims (3)

1.一种风速仪用四端输出808nm与1064nm与双660nm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1319光纤与1064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，由右耦合器耦合连接泵浦光纤右输出端镜与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，同样，1319nm光纤的右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，形成双660nm激光输出。

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，由左耦合器耦合连接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激光，1064nm光纤的左端输出端镜设置为1064nm输出镜，它的上边依次设置：1064nm输出镜、1064nm扩束镜扩束与1064nm聚焦镜，1064nm波长经输出镜输出1064nm激光，经扩束镜扩束与聚焦镜输出1064nm激光，1064nm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扩束镜、808nm输出镜、808nm聚焦镜.

右左四路形成808nm、1064nm与双660nm激光四波长激光输出，亦即形成808nm、1064nm与双660nm激光四波长光纤激光器。

2.根据权利要求1所述，一种风速仪用四端输出808nm与1064nm与双660nm波长光纤激光器，其特征是：设置1319nm波长的光纤，它采用双包层光纤，1319nm波长的光纤输入端镜，镀808nm波长光高透射率膜，镀1319nm激光高反射率膜。

设置1064nm波长的光纤，1064nm波长的光纤左输出端镜，镀1064nm波长激光7％透射率膜；1064nm波长的光纤右输出端镜镀808nm激光7％透射率膜同时镀1064nm高反射率膜。

1064nm输出镜，镀1064nm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1064nm高反射率膜，镀660nm高透射率膜。

3.根据权利要求1所述，一种风速仪用四端输出808nm与1064nm与双660nm波长光纤激光器，其特征是：右左四路形成808nm、1064nm与双660nm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。