CN105337154A - 一种激光雷达用1764nm、1500nm双波长光纤输出激光器 - Google Patents

Abstract

一种激光雷达用1764nm、1500nm双波长光纤输出激光器，信号光1764nm、闲频光830nm、泵浦光I？1500nm与泵浦光II？905nm进入1764nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，发生四波混频效应，产生信号光1764nm输出，最后输出1764nm、1500nm双波长光纤激光输出。

Description

一种激光雷达用1764nm、1500nm双波长光纤输出激光器

技术领域：激光器与应用技术领域。

技术背景：

1764nm、1500nm双波长激光，是用于激光雷达光谱检测、激光源、物化分析等应用的激光，它可作为激光雷达光纤传1764nm、1500nm双波长感器的分析检测等应用光源，它还用于激光雷达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：

一种激光雷达用1764nm、1500nm双波长光纤输出激光器，信号光1764nm、闲频光830nm、泵浦光I1500nm与泵浦光II905nm进入1764nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，发生四波混频效应，产生信号光1764nm输出，最后输出1764nm、1500nm双波长光纤激光输出。

方案一、1764nm四波长光纤激光器结构。

设置信号光1764nm、闲频光830nm、泵浦光I1500nm与泵浦光II905nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔38的结构，在1764nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔输出端设置1764nm聚焦耦合输出镜耦合接入1764nm输出光纤。

方案二、设置1500nm激光分束光纤圈

在1500nm输出光纤尾段设置1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光经1500nm激光输出端输出。

方案三、设置1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔

设置1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔，从其输入端起依次设置：三级光纤输入镜、参量振荡基频激光晶体、参量振荡输入镜、1500nm周期极化铌酸锂激光晶体、1500nm输出镜与输出端的1500nm聚焦耦合输出镜，由此构成1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔.

方案四、设置905nm增益谐振腔

设置905nm增益谐振腔，从其输入端起依次设置：二级输入镜、基频激光晶体、905nm增益晶体、905nm输出镜与输出端的905nm聚焦耦合输出镜，由此构成905nm增益谐振腔。

方案五、设置830nm谐振腔

设置830nm谐振腔，设置830nm谐振腔，从其输入端起依次设置：一级输入镜、830nm激光晶体、830nm输出镜与输出端的830nm聚焦耦合输出镜，由此构成830nm谐振腔。

方案六、设置三级光纤结构

设置三级光纤结构，三级光纤结构由一级光纤圈、二级光纤圈与三级光纤圈连接一体而成，一级光纤圈通过905nm泵浦耦合器连接在半导体模块上，半导体模块由半导体模块电源供电，上述全部光学元件都安装在光学轨道及光机具上，在光学轨道及光机具上设置风扇3。

本发明的核心内容：

一种激光雷达用1764nm、1500nm双波长光纤输出激光器，在1500nm输出光纤尾段设置1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光经1500nm激光输出端输出，设置信号光1764nm、闲频光830nm、泵浦光I1500nm与泵浦光II905nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔的结构，四波混频生成1764nm光纤激光输出，构成1764nm、1500nm双波长光纤输出激光器结构。

附图说明：

附图为本专利的结构图，附图其中为：1、光学轨道及光机具，2、半导体模块，3、风扇，4、905nm泵浦耦合器，5、半导体模块电源，6、一级光纤圈，7、一级光纤输出端，8、一级光纤耦合器，9、一级输入镜，10、830nm激光晶体，11、830nm输出镜，12、聚焦耦合输出镜，13、830nm输出光纤，14、830nm谐振腔，15、二级光纤圈，16、二级光纤输出端，17、二级光纤耦合器，18、905nm聚焦耦合输出镜，19、905nm输出光纤，20、905nm增益晶体，21、905nm输出镜，22、基频激光晶体，23、二级输入镜，24、905nm增益谐振腔，25、三级光纤圈，26、1500nm输出光纤，27、1500nm聚焦耦合输出镜，28、1500nm输出镜，29、1500nm周期极化铌酸锂激光晶体，30、参量振荡输入镜，31、830nm参量振荡基频激光晶体，32、三级光纤输入镜，33、三波长参量耦合器，34、三级光纤耦合器，35、1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔，36、三级光纤输出端，37、三波长参量耦合传输光纤，38、1764nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，39、三波长输入镜，40、1764nm四波混频周期极化铌酸锂激光晶体，41、1764nm输出镜，42、1764nm聚焦耦合输出镜，43、1764nm输出光纤，44、1764nm激光输出，45、1500nm输出光纤，46、1500nm分束光纤圈，47、三级光纤结构。

具体实施方式：

设置1764nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38，设置1500nm分束光纤圈46，设置信号光1764nm、闲频光830nm、泵浦光I1500nm与泵浦光II905nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔38的结构，在1764nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38输出端设置1764nm聚焦耦合输出镜42耦合接入1764nm输出光纤43，在1500nm输出光纤26的尾段设置1500nm分束光纤圈46，设置1500nm分束光纤圈46的1500nm激光输出光纤46，在830nm输出光纤13的尾段设置830nm分束光纤圈47，设置830nm分束光纤圈47的830nm激光输出端45，闲频光830nm、泵浦光I1500nm与泵浦光II905nm与来源于三波长参量耦合传输光纤37，三波长参量耦合传输光纤37的前面设置三波长参量耦合器33，将830nm输出光纤13、905nm输出光纤19与1500nm输出光纤26耦合接入三波长参量耦合器33，设置1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35，1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35通过其输出端的1500nm聚焦耦合输出镜27接入到1500nm输出光纤26中，1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35的输入端通过三级光纤耦合器34接在三级光纤输出端36上，三级光纤输出端36由三级光纤结构47的三级光纤圈25引出；设置905nm增益谐振腔24，905nm增益谐振腔24通过其输出端的905nm聚焦耦合输出镜18接入到905nm输出光纤19中，905nm增益谐振腔24通过其输入端的二级光纤耦合器17接在二级光纤输出端16上，二级光纤输出端16从三级光纤结构47的二级光纤圈15上引出；设置830nm谐振腔14，830nm谐振腔14的输出端通过830nm聚焦耦合输出镜12接入到830nm输出光纤13中，830nm谐振腔14通过其输入端的一级光纤耦合器8接在一级光纤输出端7上，一级光纤输出端7由三级光纤结构47的一级光纤圈6引出；设置1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35，从其输入端起依次设置：三级光纤输入镜32、830nm参量振荡基频激光晶体31、参量振荡输入镜30、1500nm周期极化铌酸锂激光晶体29、1500nm输出镜28与输出端的1500nm聚焦耦合输出镜，由此构成1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35；设置905nm增益谐振腔24，从其输入端起依次设置：二级输入镜23、基频激光晶体22、905nm增益晶体20、905nm输出镜21与输出端的905nm聚焦耦合输出镜18，由此构成905nm增益谐振腔24；设置830nm谐振腔14，从其输入端起依次设置：一级输入镜9、830nm激光晶体10、830nm输出镜11与输出端的830nm聚焦耦合输出镜12，由此构成830nm谐振腔14，设置三级光纤结构47，三级光纤结构47由一级光纤圈6、二级光纤圈15与三级光纤圈25连接一体而成，一级光纤圈6通过905nm泵浦耦合器4连接在半导体模块2上，半导体模块2由半导体模块电源5供电，上述全部光学元件都安装在光学轨道及光机具1上，在光学轨道及光机具1上设置风扇3，总体构成1764nm、1500nm双波长光纤输出激光器结构。

工作过程：

半导体模块电源5供电给半导体模块2供电，半导体模块2发射905nm激光经905nm泵浦耦合器4耦合进入一级光纤圈6，从而进入三级光纤结构47的二级光纤圈15与三级光纤圈25，905nm激光在三级光纤结构47中得到增益，从由三级光纤圈25引出三级光纤输出端36，输入905nm激光进入1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35，经1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35的830nm参量振荡基频激光晶体31生成的830nm激光去泵浦光学参量振荡生成1500nm激光，经1500nm聚焦耦合输出镜27耦合到1500nm输出光纤26中，由其输入1500nm激光到三波长参量耦合器33中；从由二级光纤圈15引出二级光纤输出端16，输入905nm激光进入905nm增益谐振腔24，经905nm增益谐振腔24的基频激光晶体22生成基频光经905nm增益谐振腔24发生增益输出905nm激光，经905nm聚焦耦合输出镜18耦合到905nm输出光纤19中，由其输入905nm激光到三波长参量耦合器33中；从由一级光纤圈6引出一级光纤输出端7，输入905nm激光进入830nm谐振腔14，830nm谐振腔14生成830nm基频激光，经830nm聚焦耦合输出镜12耦合到830nm输出光纤13中，由其输入830nm激光到三波长参量耦合器33中；从而，1500nm激光、830nm激光与905nm激光经三波长参量耦合器33耦合进入1764nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38，信号光1764nm、闲频光830nm、泵浦光I1500nm与泵浦光II905nm发生四波混频效应，使信号光1764nm发生、增益，信号光1764nm经1764nm聚焦耦合输出镜42与1764nm输出光纤43输出1764nm激光输出44，在1500nm输出光纤26的尾段设置的1500nm分束光纤圈46分束输出1500nm激光，经1500nm激光输出端45输出1500nm。

Claims (1)

1.一种激光雷达用1764nm、1500nm双波长光纤输出激光器，其特征为，在1500nm输出光纤尾段设置1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光经1500nm激光输出端输出，设置信号光1764nm、闲频光830nm、泵浦光I1500nm与泵浦光II905nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔的结构，四波混频生成1764nm光纤激光输出，构成1764nm、1500nm双波长光纤输出激光器结构。