CN105375315A - 一种激光雷达用2970nm、880nm、1550nm三波长光纤输出激光器 - Google Patents
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Abstract
一种激光雷达用2970nm、880nm、1550nm三波长光纤输出激光器,设置信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔,在闲频光880nm传输光纤上设置闲频光880nm分束光纤圈,在泵浦光II?1550nm传输光纤上设置泵浦光II?1550nm分束光纤圈,信号光2970nm、闲频光880nm、泵浦光I?1208nm与泵浦光II?1550nm进入信号光2970nm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2970nm输出,最后输出2970nm、880nm、1550nm三波长光纤激光。
Description
技术领域:激光器与应用技术领域。
技术背景:
2970nm、880nm、1550nm三波长激光,是用于激光雷达、海洋探测、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、海洋探测用的2970nm、880nm、1550nm三波长应用光源,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2970nm、880nm、1550nm三波长光纤输出激光器,整体光路设置为S型,设置信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔,在闲频光880nm传输光纤上设置闲频光880nm分束光纤圈,设置闲频光880nm输出端,在泵浦光II1550nm传输光纤上设置泵浦光II1550nm分束光纤圈,设置泵浦光II1550nm输出端,信号光2970nm、闲频光880nm、泵浦光I1208nm与泵浦光II1550nm进入信号光2970nm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2970nm输出,最后输出2970nm、880nm、1550nm三波长光纤激光输出。
技术方案:
整体光路设置为S型,分为上、中、下层,上层设置有:信号光312970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔,发生信号光312970nm。
中层设置有:泵浦光I1208nm增益谐振腔、泵浦光II1550nm周期极化铌酸锂激光谐振腔、闲频光880nm倍频谐振腔、泵浦光I1208nm光纤激光器、泵浦光II1550nm基频光纤激光器、闲频光880nm基频光纤激光器,用于发生泵浦光I1208nm、泵浦光II1550nm与闲频光880nm。
底层设置有:泵浦光I1208nm半导体模块、泵浦光II1550nm基频半导体模块、闲频光880nm基频半导体模块、风扇、激光电源,以上全部器件安装在光学轨道及光机具上,激光电源驱动半导体模块,风扇用于半导体模块冷却。
上、中、下层,层与层之间,设置有:三波长参量耦合器、泵浦耦合器、泵浦光I1208nm耦合器、泵浦光II1550nm基频耦合器、闲频光880nm基频耦合器,用于光纤激光耦合。
上、中、下层,层与层之间,还设置有:泵浦光I1208nm传输光纤、泵浦光II1550nm基频传输光纤、闲频光880nm传输光纤、闲频光880nm传输光纤、泵浦光II1550nm传输光纤、泵浦光I1208nm传输光纤、三波长传输光纤与信号光312970nm输出光纤,用于系统中激光的传输。
上、中层,设置有:闲频光880nm分束光纤圈、泵浦光II1550nm分束光纤圈,用于激光分束,实现多波长激光输出。
本发明的核心内容:
一种激光雷达用2970nm、880nm、1550nm三波长光纤输出激光器,设置信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔,在闲频光880nm传输光纤上设置闲频光880nm分束光纤圈,设置闲频光880nm输出端,在泵浦光II1550nm传输光纤上设置泵浦光II1550nm分束光纤圈,设置泵浦光II1550nm输出端,设置信号光2970nm、闲频光880nm、泵浦光I1208与泵浦光II1550nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔结构,构成2970nm、880nm、1550nm三波长光纤输出结构。
整体光路设置为S型,上层设置有:信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔,中层设置有:闲频光880nm倍频谐振腔、泵浦光I1208增益谐振腔与泵浦光II1550nm周期极化铌酸锂激光谐振腔,底层设置有:闲频光880nm基频光纤激光器、泵浦光I1208光纤激光器、泵浦光II1550nm基频光纤激光器、闲频光880nm半导体模块、泵浦光I1208nm半导体模块与泵浦光II1550nm半导体模块,上层与中层之间设置三波长参量耦合器及传输光纤连接,中层与底层之间设置泵浦耦合器及光纤连接。
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、泵浦光II1550nm半导体模块,3、泵浦光I1208nm半导体模块,4、闲频光880nm半导体模块,5、风扇,6、激光电源,7、泵浦耦合器,8、泵浦光II1550nm基频光纤激光器,9、泵浦光I1208nm光纤激光器,10、闲频光880nm基频光纤激光器,11、泵浦光II1550nm基频光纤激光器输出光纤,12、泵浦光I1208nm光纤激光器输出光纤,13、闲频光880nm光纤激光器输出光纤,14、闲频光880nm传输光纤,15、闲频光880nm倍频谐振腔,16、闲频光880nm基频耦合器,17、泵浦光I1208nm耦合器,18、泵浦光I1208nm增益谐振腔,19,泵浦光I1208nm传输光纤,20、泵浦光II1550nm基频耦合器,21、泵浦光II1550nm传输光纤,22、泵浦光II1550nm周期极化铌酸锂激光谐振腔,23、三波长参量耦合器,24、三波长参量耦合传输光纤,25、三波长输入耦合器,26、信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔,27、信号光2970nm输出光纤,28、信号光2970nm输出端,29、闲频光880nm输出端,30、闲频光880nm分束光纤圈,31、泵浦光II1550nm输出端,32、泵浦光II1550nm分束光纤圈。
具体实施方式:
整体光路设置为S型,上层设置有:信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔26,中层设置有:闲频光880nm倍频谐振腔15、泵浦光I1208增益谐振腔18与泵浦光II1550nm周期极化铌酸锂激光谐振腔22,底层设置有:闲频光880nm基频光纤激光器10、泵浦光I1208光纤激光器9、泵浦光II1550nm基频光纤激光器8、闲频光880nm半导体模块4、泵浦光I1208nm半导体模块3与泵浦光II1550nm半导体模块2,上层与中层之间设置三波长参量耦合器23及三波长传输光纤24连接,中层与底层之间设置泵浦耦合器7及传输光纤连接。
设置信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔26,设置闲频光880nm分束光纤圈30设置泵浦光II1550nm分束光纤圈32,设置信号光2970nm、闲频光880nm、泵浦光I1208nm与泵浦光II1550nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔26的结构,在信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔26的输出端,设置信号光2970nm输出光纤27,在信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔26的输入端,设置三波长输入耦合器25,三波长输入耦合器25的输入端与三波长参量耦合传输光纤24连接,三波长参量耦合传输光纤24连接在三波长参量耦合器23的输出端,三波长参量耦合器23设有三个输入端,三波长参量耦合器23的左输入端与闲频光880nm传输光纤14连接,闲频光880nm传输光纤14从闲频光880nm倍频谐振腔15的输出端引出,闲频光880nm倍频谐振腔15的输入端连接着闲频光880nm基频耦合器16,闲频光880nm基频耦合器16的输入端连接着闲频光880nm光纤激光器输出光纤13,闲频光880nm光纤激光器10的下端连接着泵浦耦合器7,泵浦耦合器7的下端与闲频光880nm半导体模块4连接,三波长参量耦合器23的中输入端与泵浦光I1208nm传输光纤19连接,泵浦光I1208nm传输光纤19从泵浦光I1208nm增益谐振腔18引出,泵浦光I1208nm增益谐振腔18的输入端与泵浦光I1208nm耦合器17连接,泵浦光I耦合器17的输入端与泵浦光I光纤激光器输出光纤12连接,泵浦光I1208nm光纤激光器9的下端与泵浦耦合器连接,泵浦耦合器的下端与泵浦光I1208nm半导体模块9连接,三波长参量耦合器23的右输入端与泵浦光II1550nm传输光纤21连接,泵浦光II1550nm传输光纤21从泵浦光II1550nm周期极化铌酸锂激光谐振腔22的输出端引出,泵浦光II1550nm周期极化铌酸锂激光谐振腔22输入端与泵浦光II1550nm耦合器20连接,泵浦光II1550nm耦合器20的输入端与泵浦光II1550nm基频光纤激光器输出光纤11连接,泵浦光II1550nm基频光纤激光器输出光纤11从泵浦光II1550nm基频光纤激光器8引出,泵浦光II1550nm基频光纤激光器8的下端连接着泵浦耦合器,泵浦耦合器连接着泵浦光II1550nm半导体模块2;泵浦光II1550nm半导体模块2、泵浦光I1208nm半导体模块3与闲频光880nm半导体模块4安装在光学轨道及光机具1上,光学轨道及光机具1上还安装有激光电源6与风扇5,在闲频光880nm传输光纤14上设置闲频光880nm分束光纤圈30,设置闲频光880nm输出端29,在泵浦光II1550nm传输光纤21上设置泵浦光II1550nm分束光纤圈32,设置泵浦光II1550nm输出端31,上述全部光学元件都安装在光学轨道及光机具1上,总体构成2970nm、880nm、1550nm三波长光纤输出激光器结构。
工作过程:
激光电源6为泵浦光I1208nm半导体模块3、泵浦光II1550nm半导体模块2与闲频光880nm半导体模块4供电,泵浦光I1208nm半导体模块3通过泵浦耦合器驱动泵浦光I1208nm光纤激光器8,泵浦光II1550nm半导体模块2通过泵浦耦合器驱动泵浦光II1550nm基频光纤激光器8,闲频光880nm半导体模块4通过泵浦耦合器驱动闲频光880nm基频光纤激光器10;泵浦光I1208nm基频光通过泵浦光I1208nm光纤激光器输出光纤11,传输到泵浦光I1208nm耦合器20中,经泵浦光I1208nm耦合器20耦合进入泵浦光I1208nm周期极化铌酸锂激光谐振腔22中,经泵浦光I1208nm周期极化铌酸锂激光谐振腔输出泵浦光I1208nm;泵浦光II1550nm经泵浦光II1550nm基频光纤激光器输出光纤12,传输到泵浦光II1550nm基频耦合器17中,经泵浦光II1550nm基频耦合器17进入泵浦光II1550nm增益谐振腔18中,经泵浦光II1550nm增益谐振腔18增益输出泵浦光II1550nm;闲频光880nm基频光通过闲频光880nm光纤激光器输出光纤13,传输到闲频光880nm基频耦合器16中,经闲频光880nm基频耦合器16耦合进入闲频光880nm倍频谐振腔15中,经闲频光880nm倍频谐振腔倍频输出闲频光880nm;泵浦光I1208nm经泵浦光I1208nm传输光纤21传输进入三波长参量耦合器23,泵浦光II1550nm经泵浦光II1550nm传输光纤19进入三波长参量耦合器23,闲频光880nm经闲频光880nm传输光纤14进入三波长参量耦合器23,由三波长参量耦合器23耦合输出进入三波长参量耦合传输光纤24,传输进入三波长输入耦合器25,由三波长参量耦合器25进入信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔26,信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔26输出端设置信号光2970nm输出光纤27,信号光2970nm经信号光2970nm输出端28输出,通过闲频光880nm分束光纤圈30引出闲频光880nm经闲频光880nm输出端29输出,通过泵浦光II1550nm分束光纤圈32引出泵浦光II1550nm经泵浦光II1550nm输出端31输出,总体构成2970nm、880nm、1550nm三波长光纤输出激光。
Claims (2)
1.一种激光雷达用2970nm、880nm、1550nm三波长光纤输出激光器,其特征为:设置信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔,在闲频光880nm传输光纤上设置闲频光880nm分束光纤圈,设置闲频光880nm输出端,在泵浦光II1550nm传输光纤上设置泵浦光II1550nm分束光纤圈,设置泵浦光II1550nm输出端,设置信号光2970nm、闲频光880nm、泵浦光I1208与泵浦光II1550nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔结构,构成2970nm、880nm、1550nm三波长光纤输出结构。
2.根据权利要求1所述的一种激光雷达用2970nm、880nm、1208nm、1550nm四波长光纤输出激光器,其特征为:整体光路设置为S型,上层设置有:信号光2970nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔,中层设置有:闲频光880nm倍频谐振腔、泵浦光I1208增益谐振腔与泵浦光II1550nm周期极化铌酸锂激光谐振腔,底层设置有:闲频光880nm基频光纤激光器、泵浦光I1208光纤激光器、泵浦光II1550nm基频光纤激光器、闲频光880nm半导体模块、泵浦光I1208nm半导体模块与泵浦光II1550nm半导体模块,上层与中层之间设置三波长参量耦合器及传输光纤连接,中层与底层之间设置泵浦耦合器及光纤连接。
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PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20160302 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |