CN105680306A - 一种激光雷达用702nm、1319nm双波长光纤输出激光器 - Google Patents

Abstract

一种激光雷达702nm、1319nm双波长光纤输出激光器，在1319nm激光输出光纤尾段设置1319nm分束光纤圈，分束一路1319nm激光输出，信号光702nm、闲频光1500nm、泵浦光I？1319nm与泵浦光II？660nm进入702nm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702nm输出，最后输出702nm、1319nm双波长光纤激光输出。

Description

一种激光雷达用702nm、1319nm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：

702nm、1319nm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702nm、1319nm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702nm、1319nm双波长光纤输出激光器，在1319nm激光输出光纤尾段设置1319nm分束光纤圈，分束一路1319nm激光输出，信号光702nm、闲频光1500nm、泵浦光I1319nm与泵浦光II660nm进入702nm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702nm输出，最后输出702nm、1319nm双波长光纤激光输出。

方案一、702nm四波长光纤激光器结构。

设置信号光702nm、闲频光1500nm、泵浦光I1319nm与泵浦光II660nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔38的结构，在702nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔输出端设置702nm聚焦耦合输出镜耦合接入702nm输出光纤。

方案二、设置1319nm激光分束光纤圈

在1319nm激光输出光纤尾段设置1319nm分束光纤圈，分束一路1319nm激光经1319nm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660nm增益谐振腔

设置660nm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、660nm增益晶体、660nm输出镜与输出端的660nm聚焦耦合输出镜，由此构成660nm增益谐振腔。

方案五、设置1319nm谐振腔

设置1319nm谐振腔，设置1319nm谐振腔，从其输入端起依次设置：一级输入镜、1319nm激光晶体、1319nm输出镜与输出端的1319nm聚焦耦合输出镜，由此构成1319nm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660nm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702nm、1319nm双波长光纤输出激光器，在1319nm激光输出光纤尾段设置1319nm分束光纤圈，分束一路1319nm激光经1319nm激光输出端输出，，设置信号光702nm、闲频光1500nm、泵浦光I1319nm与泵浦光II660nm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702nm光纤激光输出，构成702nm、1319nm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、660nm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、1319nm激光晶体，11、1319nm输出镜，12、聚焦耦合输出镜，13、1319nm输出光纤，14、1319nm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、660nm聚焦耦合输出镜，19、660nm输出光纤，20、660nm增益晶体，21、660nm输出镜，22、基频激光晶体，23、二级输入镜，24、660nm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、1319nm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、702nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，39、三波长输入镜，40、702nm四波混频周期极化铌酸锂激光晶体，41、702nm输出镜，42、702nm聚焦耦合输出镜，43、702nm输出光纤，44、702nm激光输出，45、1319nm激光输出光纤，46、三级光纤结构。

具体实施方式：

设置702nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38，设置1319nm分束光纤圈，设置信号光702nm、闲频光1500nm、泵浦光I1319nm与泵浦光II660nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔38的结构，在702nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38输出端设置702nm聚焦耦合输出镜42耦合接入702nm输出光纤43，在1319nm输出光纤13的尾段设置1319nm分束光纤圈47，设置1319nm分束光纤圈47的1319nm激光输出端45，闲频光1500nm、泵浦光I1319nm与泵浦光II660nm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1319nm输出光纤13、660nm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46的三级光纤圈25引出；设置660nm增益谐振腔24，660nm增益谐振腔24通过其输出端的660nm聚焦耦合输出镜18接入到660nm输出光纤19中，660nm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46的二级光纤圈15上引出；设置1319nm谐振腔14，1319nm谐振腔14的输出端通过1319nm聚焦耦合输出镜12接入到1319nm输出光纤13中，1319nm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46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、1319nm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660nm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、660nm增益晶体20、660nm输出镜21与输出端的660nm聚焦耦合输出镜18，由此构成660nm增益谐振腔24；设置1319nm谐振腔14，从其输入端起依次设置：一级输入镜9、1319nm激光晶体10、1319nm输出镜11与输出端的1319nm聚焦耦合输出镜12，由此构成1319nm谐振腔14，设置三级光纤结构46，三级光纤结构46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660nm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702nm、1319nm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660nm激光经660nm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46的二级光纤圈15与三级光纤圈25，660nm激光在三级光纤结构46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660nm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1319nm参量振荡基频激光晶体31生成的1319nm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660nm激光进入660nm增益谐振腔24，经660nm增益谐振腔24的基频激光晶体22生成基频光经660nm增益谐振腔24发生增益输出660nm激光，经660nm聚焦耦合输出镜18耦合到660nm输出光纤19中，由其输入660nm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660nm激光进入1319nm谐振腔14，1319nm谐振腔14生成1319nm基频激光，经1319nm聚焦耦合输出镜12耦合到1319nm输出光纤13中，由其输入1319nm激光到三波长参量耦合器33中；从而，1500nm激光、1319nm激光与660nm激光经三波长参量耦合器33耦合进入702nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38，信号光702nm、闲频光1500nm、泵浦光I1319nm与泵浦光II660nm发生四波混频效应，使信号光702nm发生、增益，信号光702nm经702nm聚焦耦合输出镜42与702nm输出光纤43输出702nm激光输出44，在1319nm输出光纤13的尾段设置的1319nm分束光纤圈45分束输出1319nm激光，经输出端输出1319nm。

Claims (1)

1.一种激光雷达702nm、1319nm双波长光纤输出激光器，其特征为，在1319nm激光输出光纤尾段设置1319nm分束光纤圈，分束一路1319nm激光经1319nm激光输出端输出，，设置信号光702nm、闲频光1500nm、泵浦光I1319nm与泵浦光II660nm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702nm光纤激光输出，构成702nm、1319nm双波长光纤输出激光器结构。