CN104577667A - 一种风速仪用四端输出808nm与1319nm与双1064nm波长光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
一种风速仪用四端输出808nm与1319nm与双1064nm波长光纤激光器,它由多模泵浦半导体模块组发射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1064nm输出镜输出1064nm激光,同样,另一路也经1064nm输出镜输出1064nmnm激光,形成双1064nm激光;左路,泵浦左光纤辐射1319nm光子,在1319nm光纤谐振腔内放大,产生1319nm激光,一路经输出镜输出波长1319nm,另一路直接输出808nm激光,由此,四端输出808nm与1319nm与双1064nm波长激光。
Description
技术领域:激光器与风电应用技术领域。
技术背景:
808nm与1319nm与双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感器的分析检测等应用光源,它还用于光通讯等激光与光电子领域;不同频段、多波长的激光器产品少,但应用与需求范围不断扩大。
发明内容:
一种风速仪用四端输出808nm与1319nm与双1064nm波长光纤激光器,它由多模泵浦半导体模块组发射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1064nm输出镜输出1064nm激光,同样,另一路也经1064nm输出镜输出1064nmnm激光,形成双1064nm激光;左路,泵浦左光纤辐射1319nm光子,在1319nm光纤谐振腔内放大,产生1319nm激光,一路经输出镜输出波长1319nm,另一路直接输出808nm激光,由此,四端输出808nm与1319nm与双1064nm波长激光。
本发明方案一、一种风速仪用四端输出808nm与1319nm与双1064nm波长光纤激光器结构。
它由半导体模块组发射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1064nm光纤左1064nm输出镜输出,再经1064nm扩束镜与1064nm聚焦镜输出1064nm激光,另一端进入1064nm光纤右1064nm输出镜输出,再经1064nm光纤扩束镜与1064nm光纤聚焦镜输出1064nm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1319nm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,产生1319nm激光,一端输出1319nm激光,一端进入输出镜输出1319nm,光纤输出端与输出镜组成倍频腔,经1319nm输出镜输出,再经1319nm扩束镜与1319nm聚焦镜输出1319nm激光,另一端输出808nm激光进入808nm扩束镜,808nm输出镜,808nm聚焦镜输出808nm激光,形成输出1319nm激光,与输出808nm激光。
由此形成,左右路四端输出808nm与1319nm与双1064nmmm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,采用一组多模泵浦半导体模块组发出泵浦光,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,与右路光纤主体相同,区别是,镀膜不同。
本发明方案三、镀膜方案设置。
泵浦光纤:镀808nm高透射率膜。
1064nm光纤输出端镜:镀对1064nm波长光T=6%的反射率膜。
左1064nm输出镜片,镀1064nm波长光的增透膜。
右1064nm输出镜片,镀1064nm波长光的增透膜。
1319nm光纤的左1319nm光纤输出端镜:镀对1319nm波长光T=6%的反射率膜,镀对808nm波长光高反射率膜。
1319nm出镜片,镀1319nm波长光的增透膜,镀对1319nm波长光高反射率膜。
1319nm光纤右808nm光纤输出端镜:镀对808nm波长光T=5%反射率膜,镀对1319nm波长光高反射率膜。
808nm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:1064nm输出镜、1064nm扩束镜扩束与1064nm聚焦镜,经扩束镜扩束与聚焦镜输出1064nm激光,同样,1064nm光纤的右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,经扩束镜扩束与聚焦镜输出1064nm激光,形成双1064nm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激光,1319nm光纤的左端输出端镜设置为1319nm输出镜,它的上边依次设置:1319nm输出镜、1319nm扩束镜扩束与1319nm聚焦镜,1319nm波长经1319输出镜输出1319nm激光,经扩束镜扩束与聚焦镜输出1319nm激光,1319nm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、1319nm与双1064nm激光四波长激光输出,亦即形成808nm、1319nm与双1064nm激光四波长光纤激光器。
2.镀膜方案设置。
1064nm光纤光纤输出端镜:镀对1064nm波长光T=6%的反射率膜。
左1064nm输出镜片,镀1064nm波长光的增透膜。
右1064nm输出镜片,镀1064nm波长光的增透膜。
1319nm光纤的左光纤输出端镜:镀对1319nm波长光T=6%的反射率膜,镀对1319nm波长光高反射率膜。
1319nm出镜片,镀1319nm波长光的增透膜,镀对808nm波长光高反射率膜。
1319nm光纤右光纤输出端镜:镀对808nm波长光T=5%反射率膜,镀对1319nm波长光高反射率膜。
808nm出镜片,镀对808nm波长光高透射率膜。
3.右左四路形成808nm、1319nm与双1064nm激光四波长激光输出,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、1064nm输出镜,10、1064nm扩束镜,11、1064nm聚焦镜,12、1064nm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输出镜,20、808nm扩束镜,21、1319nm光纤右输出端镜,22、1319nm激光输出,23、1319nm聚焦镜,24、1319nm扩束镜,25、1319nm输出镜,26、1319nm光纤左输出端镜,27、1319nm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。
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1064nm光纤6与1319nm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,设置1064nm光纤的右输出端镜7与左输出端镜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光纤的右输出端镜8的上边依次设置:1064nm输出镜9、1064nm扩束镜10与1064nm聚焦镜11,经扩束镜扩束与聚焦镜输出1064nm激光12,同样,1064nm光纤的左端输出端镜的上边依次设置:1064nm输出镜16、1064nm扩束镜13与1064nm聚焦镜14,经扩束镜扩束与聚焦镜输出1064nm激光15,形成双1064nm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26的上边依次设置:1319nm输出镜25、1319nm扩束镜扩束与1319nm聚焦镜,1319nm波长经1319nm输出镜25输出1319nm激光22,经扩束镜扩束与聚焦镜输出1319nm激光22,1319nm光纤的右端输出端镜21设置为808nm输出镜,它的上边依次设置:808nm扩束镜20、808nm输出镜18、808nm聚焦镜18,输出808nm激光输出17.
右左四路形成808nm、1319nm、双1064nm激光四波长激光输出,亦即形成808nm、1319nm双1064nm激光四波长光纤激光器。
除半导体模块组电源外,上述全部器件均装置在光学轨道及光机具32上,由风扇30实施风冷,组成输出808nm、1319nm、双1064nm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1319nm与双1064nm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:1064nm输出镜、1064nm扩束镜扩束与1064nm聚焦镜,经扩束镜扩束与聚焦镜输出1064nm激光,同样,1064nm光纤的右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,经扩束镜扩束与聚焦镜输出1064nm激光,形成双1064nm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激光,1319nm光纤的左端输出端镜设置为1319nm输出镜,它的上边依次设置:1319nm输出镜、1319nm扩束镜扩束与1319nm聚焦镜,1319nm波长经1319输出镜输出1319nm激光,经扩束镜扩束与聚焦镜输出1319nm激光,1319nm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、1319nm与双1064nm激光四波长激光输出,亦即形成808nm、1319nm与双1064nm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1319nm与双1064nm波长光纤激光器,其特征是:镀膜方案设置:
1064nm光纤光纤输出端镜:镀对1064nm波长光T=6%的反射率膜。
左1064nm输出镜片,镀1064nm波长光的增透膜。
右1064nm输出镜片,镀1064nm波长光的增透膜。
1319nm光纤的左光纤输出端镜:镀对1319nm波长光T=6%的反射率膜,镀对1319nm波长光高反射率膜。
1319nm出镜片,镀1319nm波长光的增透膜,镀对808nm波长光高反射率膜。
1319nm光纤右光纤输出端镜:镀对808nm波长光T=5%反射率膜,镀对1319nm波长光高反射率膜。
808nm出镜片,镀对808nm波长光高透射率膜。
3.根据权利要求1所述,一种风速仪用四端输出808nm与1319nm与双1064nm波长光纤激光器,其特征是:右左四路形成808nm、1319nm与双1064nm激光四波长激光输出,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。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150429 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |