CN105356222A - 一种激光雷达用2009nm、785nm、905nm、1500nm四波长光纤输出激光器 - Google Patents

Abstract

一种激光雷达用2009nm、785nm、905nm、1500nm四波长光纤输出激光器，在1500nm激光输出光纤尾段设置1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光输出，在785nm激光输出光纤尾段设置785nm分束光纤圈，分束一路785nm激光输出，在905nm激光输出光纤尾段设置905nm分束光纤圈，分束一路905nm输出，信号光2009nm、闲频光785nm、泵浦光I？1500nm与泵浦光II？905nm进入2009nm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2009nm输出，最后输出2009nm、785nm、905nm、1500nm四波长光纤激光输出。

Description

一种激光雷达用2009nm、785nm、905nm、1500nm四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：

2009nm、785nm、905nm、1500nm四波长激光，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2009nm、785nm、905nm、1500nm四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2009nm、785nm、905nm、1500nm四波长光纤输出激光器，在1500nm激光输出光纤尾段设置1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光输出，在785nm激光输出光纤尾段设置785nm分束光纤圈，分束一路785nm激光输出，在905nm激光输出光纤尾段设置905nm分束光纤圈，分束一路905nm输出，信号光2009nm、闲频光785nm、泵浦光I1500nm与泵浦光II905nm进入2009nm

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2009nm输出，最后输出2009nm、785nm、905nm、1500nm四波长光纤激光输出。

方案一、2009nm四波长光纤激光器结构。

设置信号光2009nm、闲频光785nm、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2009nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔输出端设置2009nm聚焦耦合输出镜耦合接入2009nm输出光纤。

方案二、分别设置1500nm、785nm、905nm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，在785nm激光输出光纤尾段设置785nm分束光纤圈，分束一路785nm激光经785nm激光输出端输出，在905nm激光输出光纤尾段设置905nm分束光纤圈，分束一路905nm激光经905nm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785nm谐振腔

设置785nm谐振腔，设置785nm谐振腔，从其输入端起依次设置：一级输入镜、785nm激光晶体、785nm输出镜与输出端的785nm聚焦耦合输出镜，由此构成785nm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2009nm、785nm、905nm、1500nm四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，在785nm激光输出光纤尾段设置785nm分束光纤圈，分束一路785nm激光经785nm激光输出端输出，在905nm激光输出光纤尾段设置905nm分束光纤圈，分束一路905nm激光经905nm激光输出端输出，设置信号光2009nm、闲频光785nm、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2009nm光纤激光输出，构成2009nm、785nm、905nm、1500nm四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、785nm激光晶体，11、785nm输出镜，12、聚焦耦合输出镜，13、785nm输出光纤，14、785nm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、785nm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、2009nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，39、三波长输入镜，40、2009nm四波混频周期极化铌酸锂激光晶体，41、2009nm输出镜，42、2009nm聚焦耦合输出镜，43、2009nm输出光纤，44、2009nm激光输出，45、785nm激光输出光纤，46、1500nm输出光纤，47、785nm分束光纤圈，48、1500nm分束光纤圈，49、905nm输出光纤，50、905nm分束光纤圈，51、三级光纤结构。

具体实施方式：

设置2009nm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48，设置785nm分束光纤圈，设置905nm分束光纤圈，设置信号光2009nm、闲频光785nm、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2009nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38输出端设置2009nm聚焦耦合输出镜42耦合接入2009nm输出光纤43，在1500nm输出光纤26的尾段设置1500nm分束光纤圈48，设置1500nm分束光纤圈48的1500nm激光输出光纤46，在785nm输出光纤13的尾段设置785nm分束光纤圈47，设置785nm分束光纤圈47的785nm激光输出端45，闲频光785nm、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785nm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51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51的二级光纤圈15上引出；设置785nm谐振腔14，785nm谐振腔14的输出端通过785nm聚焦耦合输出镜12接入到785nm输出光纤13中，785nm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51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、785nm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785nm谐振腔14，从其输入端起依次设置：一级输入镜9、785nm激光晶体10、785nm输出镜11与输出端的785nm聚焦耦合输出镜12，由此构成785nm谐振腔14，设置三级光纤结构51，三级光纤结构51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2009nm、785nm、905nm、1500nm四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51的二级光纤圈15与三级光纤圈25，905nm激光在三级光纤结构51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785nm参量振荡基频激光晶体31生成的785nm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785nm谐振腔14，785nm谐振腔14生成785nm基频激光，经785nm聚焦耦合输出镜12耦合到785nm输出光纤13中，由其输入785nm激光到三波长参量耦合器33中；从而，1500nm激光、785nm激光与905nm激光经三波长参量耦合器33耦合进入2009nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38，信号光2009nm、闲频光785nm、泵浦光I1500nm与泵浦光II905nm发生四波混频效应，使信号光2009nm发生、增益，信号光2009nm经2009nm聚焦耦合输出镜42与2009nm输出光纤43输出2009nm激光输出44，在1500nm输出光纤26的尾段设置的1500nm分束光纤圈48分束输出1500nm激光，经1500nm激光输出端46输出1500nm，在785nm输出光纤13的尾段设置的785nm分束光纤圈47分束输出785nm激光，经输出端45输出785nm。

Claims (1)

1.一种激光雷达用2009nm、785nm、905nm、1500nm四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，在785nm激光输出光纤尾段设置785nm分束光纤圈，分束一路785nm激光经785nm激光输出端输出，在905nm激光输出光纤尾段设置905nm分束光纤圈，分束一路905nm激光经905nm激光输出端输出，设置信号光2009nm、闲频光785nm、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2009nm光纤激光输出，构成2009nm、785nm、905nm、1500nm四波长光纤输出激光器结构。