CN105896283A - 一种医用465nm波长光纤输出激光器 - Google Patents

Abstract

一种医用465nm波长光纤输出激光器，设置465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，设置信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I1064nm与泵浦光II532nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔的结构，闲频光1500nm、泵浦光I1064nm与泵浦光II532nm经三波长参量耦合器进入四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I1064nm与泵浦光II532nm发生四波混频效应，使信号光465nm发生、增益，信号光465nm经465nm聚焦耦合输出镜耦合到465nm输出光纤，输出465nm激光输出。

Description

一种医用465nm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：

465nm波长激光，是用于医用光谱检测、激光源、物化分析等应用的激光，它可作为医用光纤传465nm感器的分析检测等应用光源，它还用于医用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：

一种医用465nm波长光纤输出激光器，设置465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，设置信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II532nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔的结构，闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 532nm经三波长参量耦合器进入四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II532nm发生四波混频效应，使信号光465nm发生、增益，信号光465nm经465nm聚焦耦合输出镜耦合到465nm输出光纤，输出465nm激光输出。

方案一、四波长光纤激光器结构。

一种医用465nm波长光纤输出激光器，设置465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，设置信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II532nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔的结构，闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 532nm与来源于三波长参量耦合传输光纤，三波长参量耦合传输光纤的前面设置三波长参量耦合器，将1064nm输出光纤、532nm输出光纤与1500nm输出光纤耦合接入三波长参量耦合器.

方案二、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、1064nm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.

方案三、设置532nm倍频谐振腔

设置532nm倍频谐振腔，从其输入端起依次设置：二级输入镜、1064nm基频激光晶体、532nm倍频晶体、532nm输出镜与输出端的532nm聚焦耦合输出镜，由此构成532nm倍频谐振腔。

方案三、设置1064nm谐振腔

设置1064nm谐振腔，设置1064nm谐振腔，从其输入端起依次设置：一级输入镜、1064nm激光晶体、1064nm输出镜与输出端的1064nm聚焦耦合输出镜，由此构成1064nm谐振腔。

方案四、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808nm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。

方案五、工作过程

半导体模块电源供电给半导体模块供电，半导体模块发射808nm激光经808nm泵浦耦合器耦合进入一级光纤圈，从而进入三级光纤结构的二级光纤圈与三级光纤圈，808nm激光在三级光纤结构中得到增益，从由三级光纤圈引出三级光纤输出端，输入808nm激光进入1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔，经1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔的1064nm参量振荡基频激光晶体生成的1064nm激光去泵浦光学参量振荡生成1500nm激光，经1500nm聚焦耦合输出镜耦合到1500nm输出光纤中，由其输入1500nm激光到三波长参量耦合器中；从由二级光纤圈引出二级光纤输出端，输入808nm激光进入532nm倍频谐振腔，经532nm倍频谐振腔的1064nm基频激光晶体生成1064nm基频经532nm倍频谐振腔发生倍频输出532nm激光，经532nm聚焦耦合输出镜耦合到532nm输出光纤中，由其输入532nm激光到三波长参量耦合器中；从由一级光纤圈引出一级光纤输出端，输入808nm激光进入1064nm谐振腔，1064nm谐振腔生成1064nm基频激光，经1064nm聚焦耦合输出镜耦合到1064nm输出光纤中，由其输入1064nm激光到三波长参量耦合器中；从而，1500nm激光、1064nm激光与532nm激光经三波长参量耦合器耦合进入465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 532nm发生四波混频效应，使信号光465nm发生、增益，信号光465nm经465nm聚焦耦合输出镜耦合到465nm输出光纤，输出465nm激光输出。

本发明的核心内容：

一种医用465nm波长光纤输出激光器，设置465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，设置信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II532nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔的结构，闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 532nm与来源于三波长参量耦合传输光纤，三波长参量耦合传输光纤的前面设置三波长参量耦合器，将1064nm输出光纤、532nm输出光纤与1500nm输出光纤耦合接入三波长参量耦合器，设置1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔，1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔通过其输出端的1500nm聚焦耦合输出镜接入到1500nm输出光纤中，1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔的输入端通过三级光纤耦合器接在三级光纤输出端上，三级光纤输出端由三级光纤结构的三级光纤圈引出，在465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔输出端设置465nm聚焦耦合输出镜耦合接入465nm输出光纤；设置532nm倍频谐振腔，532nm倍频谐振腔通过其输出端的532nm聚焦耦合输出镜接入到532nm输出光纤中，532nm倍频谐振腔通过其输入端的二级光纤耦合器接在二级光纤输出端上，二级光纤输出端从三级光纤结构的二级光纤圈上引出；设置1064nm谐振腔，1064nm谐振腔的输出端通过1064nm聚焦耦合输出镜接入到1064nm输出光纤中，1064nm谐振腔通过其输入端的一级光纤耦合器接在一级光纤输出端上，一级光纤输出端由三级光纤结构的一级光纤圈引出；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、1064nm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；设置532nm倍频谐振腔，从其输入端起依次设置：二级输入镜、1064nm基频激光晶体、532nm倍频晶体、532nm输出镜与输出端的532nm聚焦耦合输出镜，由此构成532nm倍频谐振腔；设置1064nm谐振腔，从其输入端起依次设置：一级输入镜、1064nm激光晶体、1064nm输出镜与输出端的1064nm聚焦耦合输出镜，由此构成1064nm谐振腔，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808nm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。

工作过程：

半导体模块电源供电给半导体模块供电，半导体模块发射808nm激光经808nm泵浦耦合器耦合进入一级光纤圈，从而进入三级光纤结构的二级光纤圈与三级光纤圈，808nm激光在三级光纤结构中得到增益，从由三级光纤圈引出三级光纤输出端，输入808nm激光进入1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔，经1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔的1064nm参量振荡基频激光晶体生成的1064nm激光去泵浦光学参量振荡生成1500nm激光，经1500nm聚焦耦合输出镜耦合到1500nm输出光纤中，由其输入1500nm激光到三波长参量耦合器中；从由二级光纤圈引出二级光纤输出端，输入808nm激光进入532nm倍频谐振腔，经532nm倍频谐振腔的1064nm基频激光晶体生成1064nm基频经532nm倍频谐振腔发生倍频输出532nm激光，经532nm聚焦耦合输出镜耦合到532nm输出光纤中，由其输入532nm激光到三波长参量耦合器中；从由一级光纤圈引出一级光纤输出端，输入808nm激光进入1064nm谐振腔，1064nm谐振腔生成1064nm基频激光，经1064nm聚焦耦合输出镜耦合到1064nm输出光纤中，由其输入1064nm激光到三波长参量耦合器中；从而，1500nm激光、1064nm激光与532nm激光经三波长参量耦合器耦合进入465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 532nm发生四波混频效应，使信号光465nm发生、增益，信号光465nm经465nm聚焦耦合输出镜耦合到465nm输出光纤，输出465nm激光输出。

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、808nm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、1064nm激光晶体，11、1064nm输出镜，12、聚焦耦合输出镜，13、1064nm输出光纤，14、1064nm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、532nm聚焦耦合输出镜，19、532nm输出光纤，20、532nm倍频晶体，21、532nm输出镜，22、1064nm基频激光晶体，23、二级输入镜，24、532nm倍频谐振腔，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、1064nm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、465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，39、三波长输入镜，40、465nm四波混频周期极化铌酸锂激光晶体，41、465nm输出镜，42、465nm聚焦耦合输出镜，43、465nm输出光纤，44、465nm激光输出，45、三级光纤结构。

具体实施方式：

设置465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38、设置信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 532nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔38的结构，闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 532nm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1064nm输出光纤13、532nm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45的三级光纤圈25引出，在465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38输出端设置465nm聚焦耦合输出镜42耦合接入465nm输出光纤43：设置532nm倍频谐振腔24，532nm倍频谐振腔24通过其输出端的532nm聚焦耦合输出镜18接入到532nm输出光纤19中，532nm倍频谐振腔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45的二级光纤圈15上引出；设置1064nm谐振腔14，1064nm谐振腔14的输出端通过1064nm聚焦耦合输出镜12接入到1064nm输出光纤13中，1064nm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45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、1064nm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532nm倍频谐振腔24，从其输入端起依次设置：二级输入镜23、1064nm基频激光晶体22、532nm倍频晶体20、532nm输出镜21与输出端的532nm聚焦耦合输出镜18，由此构成532nm倍频谐振腔24；设置1064nm谐振腔14，从其输入端起依次设置：一级输入镜9、1064nm激光晶体10、1064nm输出镜11与输出端的1064nm聚焦耦合输出镜12，由此构成1064nm谐振腔14，设置三级光纤结构45，三级光纤结构45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808nm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。

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808nm激光经808nm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45的二级光纤圈15与三级光纤圈25，808nm激光在三级光纤结构45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808nm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1064nm参量振荡基频激光晶体31生成的1064nm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808nm激光进入532nm倍频谐振腔24，经532nm倍频谐振腔24的1064nm基频激光晶体22生成1064nm基频经532nm倍频谐振腔24发生倍频输出532nm激光，经532nm聚焦耦合输出镜18耦合到532nm输出光纤19中，由其输入532nm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808nm激光进入1064nm谐振腔14，1064nm谐振腔14生成1064nm基频激光，经1064nm聚焦耦合输出镜12耦合到1064nm输出光纤13中，由其输入1064nm激光到三波长参量耦合器33中；从而，1500nm激光、1064nm激光与532nm激光经三波长参量耦合器33耦合进入465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38，信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I1064nm与泵浦光II 532nm发生四波混频效应，使信号光465nm发生、增益，信号光465nm经465nm聚焦耦合输出镜42与465nm输出光纤43输出465nm激光输出44。

Claims (2)

1.一种医用465nm波长光纤输出激光器，其特征为，设置465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，设置信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 532nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔的结构，闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 532nm与来源于三波长参量耦合传输光纤，三波长参量耦合传输光纤的前面设置三波长参量耦合器，将1064nm输出光纤、532nm输出光纤与1500nm输出光纤耦合接入三波长参量耦合器，设置1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔，1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔通过其输出端的1500nm聚焦耦合输出镜接入到1500nm输出光纤中，1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔的输入端通过三级光纤耦合器接在三级光纤输出端上，三级光纤输出端由三级光纤结构的三级光纤圈引出，在465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔输出端设置465nm聚焦耦合输出镜耦合接入465nm输出光纤；设置532nm倍频谐振腔，532nm倍频谐振腔通过其输出端的532nm聚焦耦合输出镜接入到532nm输出光纤中，532nm倍频谐振腔通过其输入端的二级光纤耦合器接在二级光纤输出端上，二级光纤输出端从三级光纤结构的二级光纤圈上引出；设置1064nm谐振腔，1064nm谐振腔的输出端通过1064nm聚焦耦合输出镜接入到1064nm输出光纤中，1064nm谐振腔通过其输入端的一级光纤耦合器接在一级光纤输出端上，一级光纤输出端由三级光纤结构的一级光纤圈引出；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、1064nm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；设置532nm倍频谐振腔，从其输入端起依次设置：二级输入镜、1064nm基频激光晶体、532nm倍频晶体、532nm输出镜21与输出端的532nm聚焦耦合输出镜，由此构成532nm倍频谐振腔；设置1064nm谐振腔，从其输入端起依次设置：一级输入镜、1064nm激光晶体、1064nm输出镜11与输出端的1064nm聚焦耦合输出镜，由此构成1064nm谐振腔，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808nm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。

2.根据权利要求1所述的一种医用465nm波长光纤输出激光器，其特征为，半导体模块电源供电给半导体模块供电，半导体模块发射808nm激光经808nm泵浦耦合器耦合进入一级光纤圈，从而进入三级光纤结构的二级光纤圈与三级光纤圈，808nm激光在三级光纤结构中得到增益，从由三级光纤圈引出三级光纤输出端，输入808nm激光进入1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔，经1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔的1064nm参量振荡基频激光晶体生成的1064nm激光去泵浦光学参量振荡生成1500nm激光，经1500nm聚焦耦合输出镜耦合到1500nm输出光纤中，由其输入1500nm激光到三波长参量耦合器中；从由二级光纤圈引出二级光纤输出端，输入808nm激光进入532nm倍频谐振腔，经532nm倍频谐振腔的1064nm基频激光晶体生成1064nm基频经532nm倍频谐振腔发生倍频输出532nm激光，经532nm聚焦耦合输出镜耦合到532nm输出光纤中，由其输入532nm激光到三波长参量耦合器中；从由一级光纤圈引出一级光纤输出端，输入808nm激光进入1064nm谐振腔，1064nm谐振腔生成1064nm基频激光，经1064nm聚焦耦合输出镜耦合到1064nm输出光纤中，由其输入1064nm激光到三波长参量耦合器中；从而，1500nm激光、1064nm激光与532nm激光经三波长参量耦合器耦合进入465nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，信号光465nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 532nm发生四波混频效应，使信号光465nm发生、增益，信号光465nm经465nm聚焦耦合输出镜耦合到465nm输出光纤，输出465nm激光输出。