CN110165533B - 一种扫频激光器及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及扫频激光器及其实现方法，其中扫频激光器包括半透半反膜和光放大回路；光放大回路包括增益芯片、准直透镜、扫描装置和波长选择性反射镜；预设波长的初始激光束经过增益芯片增益后传输至准直透镜；经准直透镜的校正后的激光束通过所述扫描装置的反射传输至波长选择性反射镜；波长选择性反射镜将预设波长的激光束反射至扫描装置后，被扫描装置反射并通过准直透镜传输至半透半反膜从而完成一次光放大；半透半反膜通过多次将部分所接收的激光束反射回至光放大回路的增益芯片实现多次光放大；半透半反膜还用于将多次放大后的激光束输出。

Description

一种扫频激光器及其实现方法
技术领域
本发明属于光学领域，特别涉及一种扫频激光器及其实现方法。
背景技术
光学相干层析成像(Optical coherence tomography，OCT)，作为一种高分辨、无损、非侵入的光学三维成像技术，不仅能够满足眼科、胃肠科、心脏科等医学领域对生物组织三维结构的成像需求，而且能够满足诸如透镜间距、印刷电路板、药物外涂层、半导体晶片、光学薄膜膜厚等工业领域的检测需求。
现有技术中的傅里叶域锁模(Fourier domain mode-lock，FDML)光纤激光器作为OCT的光源，具有波长扫描速度快，瞬时光谱线宽窄和输出功率高等优点。
但是，发明人经过研究发现，现有技术中的FDML光纤激光器的成本过高。
上述的背景技术仅仅是发明人为了导出本发明实施方式而保有的、或在导出过程中习得的技术信息，并不一定是在本发明实施方式的提交之前已公开于一般公众的公知技术。
发明内容
为了有效的降低扫频激光器的成本，本发明提供了扫频激光器及其实现方法，包括：
在本发明实施例的一方面，提供了一种扫频激光器，包括增益芯片、半透半反膜和光放大回路；所述光放大回路包括准直透镜、扫描装置和波长选择性反射镜；
所述波长选择性反射镜的反射面设有与预设波长适配的阶梯状结构，或，与预设波长适配的斜面结构，所述波长选择性反射镜用于选择性的反射波长为所述预设波长的激光束；
预设波长的初始激光束经过所述光放大回路中的所述增益芯片增益后传输至所述准直透镜；经所述准直透镜的校正后的激光束通过所述扫描装置的反射传输至所述波长选择性反射镜；所述波长选择性反射镜将所述预设波长的激光束反射至所述扫描装置后，被所述扫描装置反射并通过所述准直透镜传输至所述半透半反膜从而完成一次光放大；
所述半透半反膜通过多次将部分所接收的激光束反射回至所述光放大回路的所述增益芯片实现多次光放大；所述半透半反膜还用于将多次放大后的激光束输出。
优选的，在本发明实施例中，在所述半透半反膜和所述准直透镜之间还设有增透膜。
优选的，在本发明实施例中，所述阶梯状结构包括呈阶梯状设置的镀膜。
优选的，在本发明实施例中，所述阶梯状结构包括呈阶梯状的刻蚀表层。
优选的，在本发明实施例中，所述斜面结构通过重力液体凝固形成。
在本发明实施例的另一方面，还提供了一种扫频激光器实现方法，包括步骤：
S11、光放大回路的增益芯片将增益后的预设波长的初始激光束传输至准直透镜；所述光放大回路包括增益芯片、准直透镜、扫描装置和波长选择性反射镜；
S12、所述准直透镜校正后的激光束通过所述扫描装置的反射传输至所述波长选择性反射镜；所述波长选择性反射镜的反射面设有与预设波长适配的阶梯状结构，或，与预设波长适配的斜面结构，所述波长选择性反射镜用于选择性的反射波长为所述预设波长的激光束；
S13、所述波长选择性反射镜将所述预设波长的激光束反射至所述扫描装置后，被所述扫描装置反射并通过所述准直透镜传输至半透半反膜从而完成一次光放大；
S14、所述半透半反膜通过多次将部分所接收的激光束反射回至所述光放大回路的所述增益芯片实现多次光放大；所述半透半反膜还用于将多次放大后的激光束输出。
优选的，在本发明实施例中，在所述半透半反膜和所述准直透镜之间还设有增透膜。
优选的，在本发明实施例中，所述阶梯状结构包括呈阶梯状设置的镀膜。
优选的，在本发明实施例中，所述阶梯状结构包括呈阶梯状的刻蚀表层。
优选的，在本发明实施例中，所述斜面结构通过重力液体凝固形成。
由上可以看出，在本发明实施例中，预设波长的初始激光束经过增益芯片增益后传输至准直透镜；经准直透镜的校正后的激光束通过扫描装置的反射传输至所述波长选择性反射镜；波长选择性反射镜将预设波长的激光束反射至所述扫描装置后，被扫描装置反射并通过准直透镜传输至半透半反膜从而完成一次光放大；本发明实施例还设有半透半反膜，这样，半透半反膜通过多次将部分所接收的激光束反射回至光放大回路中的增益芯片，可以实现多次光放大；最后通过半透半反膜将多次放大后的激光束输出。相较于现有技术中的傅里叶域锁模光纤激光器，本发明实施例采用了完全不同的激光束放大方法，简化了激光器的成体结构，从而可以有效的降低扫频激光器的整体成本。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例中所述扫频激光器的结构示意图；
图2为本发明实施例中所述波长选择性反射镜的结构示意图；
图3为本发明实施例中所述波长选择性反射镜的又一结构示意图
图4为本发明实施例中所述扫频激光器实现方法的步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
本发明实施例提供的傅里叶域锁模光纤激光器如图1所示，提供了一种扫频激光器，包括半透半反膜02和光放大回路；光放大回路包括准增益芯片01、准直透镜03、扫描装置04和波长选择性反射镜05；
波长选择性反射镜05的反射面设有与预设波长适配的阶梯状结构，或，与预设波长适配的斜面结构，波长选择性反射镜05用于选择性的反射波长为预设波长的激光束；
预设波长的初始激光束经过光放大回路中的所述增益芯片01增益后传输至准直透镜03；经准直透镜03的校正后的激光束通过所述扫描装置04的反射传输至波长选择性反射镜05；波长选择性反射镜05将预设波长的激光束反射至扫描装置04后，被所述扫描装置04反射并通过准直透镜03传输至半透半反膜02从而完成一次光放大；
半透半反膜02通过多次将部分所接收的激光束反射回至光放大回路的增益芯片01实现多次光放大；半透半反膜02还用于将多次放大后的激光束输出。
在本发明实施例中，通过光放大回路完成每一次的光放大后，激光束都会传输至半透半反膜02，然后半透半反膜02再将部分的激光束反射回光放大回路的增益芯片01，这一部分激光束将会在光放大回路中完成下一次的光放大，激光束在经过多次(预设次数)的放大后，即可通过半透半反膜02实现激光束的输出。
实际应用中，本发明实施例中在半透半反膜02和准直透镜03之间还可以设有增透膜06，从而增加透射光的强度。
本发明实施例中的波长选择性反射镜05，其反射面的微观结构可以如图2所示，为阶梯状结构，在实际应用中，可以通过呈阶梯状设置的镀膜(即，阶梯状镀膜)来实现，或者是，通过不同深度的刻蚀，在反射面形成呈阶梯状的刻蚀表层。
此外，发明实施例中的波长选择性反射镜05，其反射面的微观结构可以如图3所示，为斜面结构，所述斜面结构通过重力液体凝固的方式形成。
参考图1和图4，在本发明实施例的另一方面，还提供了一种扫频激光器实现方法，包括步骤：
S11、光放大回路的增益芯片01将增益后的预设波长的初始激光束传输至准直透镜03；所述光放大回路包括增益芯片01、准直透镜03、扫描装置04和波长选择性反射镜05；
S12、准直透镜03校正后的激光束通过扫描装置04的反射传输至所述波长选择性反射镜05；波长选择性反射镜05的反射面设有与预设波长适配的阶梯状结构，或，与预设波长适配的斜面结构，波长选择性反射镜05用于选择性的反射波长为预设波长的激光束；
S13、波长选择性反射镜05将预设波长的激光束反射至扫描装置04后，被扫描装置04反射并通过准直透镜03传输至半透半反膜02从而完成一次光放大；
S14、半透半反膜02通过多次将部分所接收的激光束反射回至光放大回路的增益芯片01实现多次光放大；半透半反膜还用于将多次放大后的激光束输出。
在本发明实施例中，通过光放大回路完成每一次的光放大后，激光束都会传输至半透半反膜02，然后半透半反膜02再将部分的激光束反射回光放大回路的增益芯片01，这一部分激光束将会在光放大回路中完成下一次的光放大，激光束在经过多次(预设次数)的放大后，即可通过半透半反膜02实现激光束的输出。
在实际应用中，本发明实施例中，在半透半反膜02和准直透镜03之间还可以设有增透膜06，从而增加透射光的强度。
本发明实施例中的波长选择性反射镜05，其反射面的微观结构可以如图2所示，为阶梯状结构，在实际应用中，可以通过呈阶梯状设置的镀膜(即，阶梯状镀膜)来实现，或者是，通过不同深度的刻蚀，在反射面形成呈阶梯状的刻蚀表层。
此外，发明实施例中的波长选择性反射镜05，其反射面的微观结构可以如图3所示，为斜面结构，所述斜面结构通过重力液体凝固的方式形成。
由上可以看出，在本发明实施例中，预设波长的初始激光束经过放大回路中的增益芯片增益后传输至准直透镜；经准直透镜的校正后的激光束通过扫描装置的反射传输至所述波长选择性反射镜；波长选择性反射镜将预设波长的激光束反射至所述扫描装置后，被扫描装置反射并通过准直透镜传输至半透半反膜从而完成一次光放大；本发明实施例还设有半透半反膜，这样，半透半反膜通过多次将部分所接收的激光束反射回至光放大回路，可以实现多次光放大；最后半透半反膜通过将多次放大后的激光束输出。相较于现有技术中的傅里叶域锁模光纤激光器，本发明实施例采用了完全不同的激光束放大方法，简化了扫频激光器的正结构，从而可以有效的降低了扫频激光器的整体成本。
本领域普通技术人员可以理解：在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在所述元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。
在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种扫频激光器，其特征在于，包括半透半反膜和光放大回路；所述光放大回路包括增益芯片、准直透镜、扫描装置和波长选择性反射镜；
所述波长选择性反射镜的反射面设有与预设波长适配的阶梯状结构，或，与预设波长适配的斜面结构，所述波长选择性反射镜用于选择性的反射波长为所述预设波长的激光束；
预设波长的初始激光束经过所述光放大回路中的所述增益芯片增益后传输至所述准直透镜；经所述准直透镜的校正后的激光束通过所述扫描装置的反射传输至所述波长选择性反射镜；所述波长选择性反射镜将所述预设波长的激光束反射至所述扫描装置后，被所述扫描装置反射并通过所述准直透镜传输至所述半透半反膜从而完成一次光放大；
所述半透半反膜通过多次将部分所接收的激光束反射回至所述光放大回路的所述增益芯片实现多次光放大；所述半透半反膜还用于将多次放大后的激光束输出。
2.根据权利要求1所述的扫频激光器，其特征在于，在所述半透半反膜和所述准直透镜之间还设有增透膜。
3.根据权利要求1所述的扫频激光器，其特征在于，所述阶梯状结构包括呈阶梯状设置的镀膜。
4.根据权利要求1所述的扫频激光器，其特征在于，所述阶梯状结构包括呈阶梯状的刻蚀表层。
5.根据权利要求1所述的扫频激光器，其特征在于，所述斜面结构通过重力液体凝固形成。
6.一种扫频激光器实现方法，其特征在于，包括步骤：
S11、光放大回路的增益芯片将增益后的预设波长的初始激光束传输至准直透镜；所述光放大回路包括增益芯片、准直透镜、扫描装置和波长选择性反射镜；
S12、所述准直透镜校正后的激光束通过所述扫描装置的反射传输至所述波长选择性反射镜；所述波长选择性反射镜的反射面设有与预设波长适配的阶梯状结构，或，与预设波长适配的斜面结构，所述波长选择性反射镜用于选择性的反射波长为所述预设波长的激光束；
S13、所述波长选择性反射镜将所述预设波长的激光束反射至所述扫描装置后，被所述扫描装置反射并通过所述准直透镜传输至半透半反膜从而完成一次光放大；
S14、所述半透半反膜通过多次将部分所接收的激光束反射回至所述光放大回路的所述增益芯片实现多次光放大；所述半透半反膜还用于将多次放大后的激光束输出。
7.根据权利要求6所述的扫频激光器实现方法，其特征在于，在所述半透半反膜和所述准直透镜之间还设有增透膜。
8.根据权利要求6所述的扫频激光器实现方法，其特征在于，所述阶梯状结构包括呈阶梯状设置的镀膜。
9.根据权利要求6所述的扫频激光器实现方法，其特征在于，所述阶梯状结构包括呈阶梯状的刻蚀表层。
10.根据权利要求6所述的扫频激光器实现方法，其特征在于，所述斜面结构通过重力液体凝固形成。
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