CN201323376Y - 内腔倍频蓝光光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
一种内腔倍频蓝光光纤激光器，由泵浦源、光纤系统和倍频系统组成，所述的光纤系统是由光纤光栅两端熔接的传能光纤和掺钕双包层保偏光纤构成，所述的泵浦源接所述的传能光纤，所述的倍频系统是依次由短焦距准直透镜、输出耦合镜、倍频晶体和端镜构成。本实用新型的内腔倍频蓝光光纤激光器融合了双包层光纤结构紧凑、输出功率高、电光转换效率高、光束质量好的优点，同时克服了光纤激光器腔外倍频转换效率低的不足，能够获得高能量、高质量的蓝光激光输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及双包层光纤激光器，特别是一种内腔倍频蓝光光纤激光器。
背景技术
高功率双包层光纤激光器具有散热面积大、光束质量好、体积紧凑等优点，结合倍频技术和双包层光纤激光器的上述优点是获得小型化、高效率可见光波段激光的有效途经。目前光纤激光倍频技术的研究主要集中在掺镱(Yb)双包层光纤激光倍频获得绿光输出。现有技术中，光纤激光的倍频都是采用腔外倍频技术，该技术不易实现激光器一体化。此外该技术对脉冲激光比较适用，而对于连续激光则转换效率较低，具有一定的局限性。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提供一种内腔倍频蓝光光纤激光器，以实现小型化、高效率的蓝光光纤激光输出。
本实用新型的技术解决方案如下：
一种内腔倍频蓝光光纤激光器，其特点在于：由泵浦源、光纤系统和倍频系统组成，所述的光纤系统是由光纤光栅两端熔接的传能光纤和掺钕双包层保偏光纤构成，所述的泵浦源接所述的传能光纤，所述的倍频系统是依次由短焦距准直透镜、输出耦合镜、倍频晶体和端镜构成，所述的掺钕双包层保偏光纤的输出端位于所述的短焦距准直透镜的前焦面，所述的倍频晶体的中心位置在所述的输出耦合镜的凹球面和端镜的凹球面之间的光腰处，经该短焦距准直透镜准直后的基频光通过所述的输出耦合镜的凹球面反射聚焦在所述的倍频晶体的中心处，所述的输出耦合镜、倍频晶体和端镜的位置关系以保证基频光振荡的形成，同时所述的端镜将从输出耦合镜向倍频晶体传播的基频光及经倍频晶体产生的倍频光反射回所述的输出耦合镜。
所述的泵浦源为输出波长与掺钕双包层保偏光纤纤芯材料的吸收波长相匹配的光纤耦合输出半导体激光器。
所述的短焦距准直透镜的表面镀有对基频光增透的介质膜，所述的输出耦合镜的凹球面上镀有对基频光全反、对倍频光高透的介质膜，所述的输出耦合镜的平面镀有对倍频光的减反介质膜，所述的端镜的凹球面镀有对基频光和倍频光双全反的介质膜。
所述的传能光纤具有与光纤光栅相匹配的双包层结构，所述的光纤光栅具有偏振保持特性，且具有与掺钕双包层保偏光纤相匹配的双包层结构。
所述的掺钕双包层保偏光纤是纤芯材料中掺有钕离子的大模场保偏光纤，该掺钕双包层保偏光纤以一定曲率半径缠绕，所述的掺钕双包层保偏光纤的快轴或慢轴方向与所述的光纤光栅的快轴或慢轴方向完全一致地熔接在一起。
所述的短焦距准直透镜与输出耦合镜的轴线与所述的输出耦合镜、倍频晶体及端镜的轴线之间的夹角为30度。
通过光纤熔接技术可使泵浦源的传能光纤与光纤光栅的输入端熔接在一起，因此泵浦光可直接入射到光纤系统，使得激光在光纤系统和倍频系统组成的谐振腔中振荡，并在倍频系统中实现腔内倍频，最终，倍频光通过倍频系统中的输出耦合镜输出。
所述的光纤系统的光纤光栅具有偏振保持特性，且具有与掺钕双包层保偏光纤相匹配的双包层结构以利于光纤熔接。其反射谱中心波长与掺钕双包层保偏光纤纤芯材料Nd离子在907nm发射峰附近的发射波长相匹配且对该波长激光的反射率高达99％以上，其光谱带宽应优于倍频晶体的光谱接收带宽。
所述的光纤系统的掺钕双包层保偏光纤是纤芯材料中掺有钕(Nd)离子的大模场保偏光纤。该掺钕双包层保偏光纤以一定曲率半径缠绕，其前端与光纤光栅以偏振保持方向(快轴或慢轴方向)完全一致的方式熔接在一起，而后端面置于倍频系统中短焦距准直透镜的前焦面上。
所述的倍频系统的短焦距准直透镜的焦距由掺钕双包层保偏光纤的数值孔径及准直后激光束所需的腰斑大小决定，透镜表面镀有对基频激光增透的介质膜。
所述的倍频系统的输出耦合镜和端镜均为球面镜。其曲率半径由倍频晶体处所需的激光束腰斑决定。其相对位置由曲率半径决定以保证激光振荡的形成。输出耦合镜的球面镀有对基频光全反、倍频光高透的介质膜，平面镀有对倍频光减反的介质膜，从而使倍频蓝光从该处输出。端镜的球面处则镀有基频光和倍频光双全反的介质膜。
所述的倍频晶体既可采用具有和基频光波长相匹配的匹配角的非线性晶体，如BBO、LBO等，也可以是采用准相位匹配技术的周期性极化晶体，如PPLT、PPLN等。该倍频晶体两端面均镀有对基频光和倍频光双增透的介质膜，其中心位置应在输出耦合镜和端镜之间的光腰处。
本实用新型的技术效果：
由于采用了双包层光纤激光技术，因此具有电光转换效率高、光束质量好、易实现高功率输出等特点。发明中基于掺钕(Nd)双包层光纤907nm附近的发射峰获得的光纤激光腔内倍频实现了小型化、一体化、高效率的蓝光激光输出。本实用新型对脉冲激光和连续激光都能实现高效倍频输出，且突破了掺镱(Yb)双包层光纤激光倍频技术只能获得绿光输出的局限，也弥补了光纤激光器腔外倍频的不足。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。
请参阅图1，图1是本实用新型的内腔倍频蓝光光纤激光器结构示意图。由图可见，本实用新型内腔倍频蓝光光纤激光器，由泵浦源1、光纤系统9和倍频系统10组成，所述的光纤系统9是由光纤光栅3两端熔接的传能光纤2和掺钕双包层保偏光纤4构成，所述的泵浦源1接所述的传能光纤2，所述的倍频系统10是依次由短焦距准直透镜5、输出耦合镜6、倍频晶体7和端镜8构成，所述的掺钕双包层保偏光纤4的输出端位于所述的短焦距准直透镜5的前焦面，所述的倍频晶体7的中心位于所述的输出耦合镜6的凹球面和端镜8的凹球面之间的光腰处，经该短焦距准直透镜5准直后的基频光通过所述的输出耦合镜6的凹球面反射聚焦在所述的倍频晶体7的中心处，所述的输出耦合镜6、倍频晶体7和端镜8的位置关系以保证基频光振荡的形成，同时所述的端镜8将从输出耦合镜6经倍频晶体7传播的基频光及经倍频晶体7产生的倍频光反射回所述的输出耦合镜6。
所述的倍频系统的倍频晶体既可采用具有和基频光波长相匹配的匹配角的非线性晶体，如BBO、LBO等，也可以是采用准相位匹配技术的周期性极化晶体，如PPLT、PPLN等。
本实施例中泵浦源1是输出中心波长为808nm的光纤耦合输出半导体激光器。其传能光纤2具有与光纤光栅3相匹配的双包层结构以利于光纤熔接。通过光纤熔接技术可使泵浦源1的传能光纤2与光纤光栅3的输入端熔接在一起，因此泵浦光可直接入射到光纤系统9。光纤系统9是由光纤光栅3的两头分别熔接传能光纤2和掺钕双包层保偏光纤4构成。光纤光栅3具有偏振保持特性，且具有与掺钕双包层保偏光纤4相匹配的双包层结构以利于光纤熔接。光纤光栅3的反射谱中心波长为946nm且对946nm激光的反射率高达99％以上，其光谱带宽优于0.1nm。以光纤光栅3作为激光器的一个腔镜，从而保证了946nm基频光光谱具有窄带特性以获得高的倍频效率。而掺钕双包层保偏光纤4是纤芯材料中掺有钕(Nd)离子的大模场保偏光纤。该掺钕双包层保偏光纤4的纤芯直径为20μm，缠绕直径为7mm。通过缠绕可使得产生的946nm基频光具有单模单偏振特性。其偏振方向沿慢轴方向，偏振消光比优于20dB，有利于获得高的倍频效率。该掺钕双包层保偏光纤4的前端与光纤光栅3以慢轴方向完全一致地熔接在一起，而其后端面置于倍频系统10中短焦距准直透镜5的前焦面上。946nm基频光经短焦距准直透镜5准直后通过输出耦合镜6聚焦在倍频晶体7的中心处。短焦距准直透镜5的焦距为8mm，透镜表面镀有对946nm光增透的介质膜。输出耦合镜6的曲率半径为120mm，与短焦距准直透镜5间的距离为68mm。输出耦合镜6球面上镀有对946nm光全反、对473nm光高透的介质膜，平面镀有对473nm光减反的介质膜，从而使倍频蓝光从该处输出。倍频晶体7采用LBO晶体，两个端面均镀有对946nm和473nm光双增透的介质膜，其中心距输出耦合镜6距离为60mm。端镜8曲率半径为120mm，球面则镀有对946nm和473nm光双全反的介质膜，置于至输出耦合镜6距离为180mm处。其一方面作为腔镜保证基频光振荡的形成，另一方面将从输出耦合镜6向倍频晶体7传播的946nm基频光产生的倍频光反射回输出耦合镜6处输出。短焦距准直透镜5、输出耦合镜6、倍频晶体7和端镜8构成了倍频系统10。其中，短焦距准直透镜5与输出耦合镜6之间的轴线与输出耦合镜6、倍频晶体7以及端镜8之间的轴线相互夹角为30度。
本实施例的内腔倍频蓝光光纤激光器输出为TEM00模，有良好的光束质量，可实现一体化，具有结构紧凑、体积小、工作稳定的特点，便于在各种工作环境中使用。
本实用新型的内腔倍频蓝光光纤激光器融合了双包层光纤结构紧凑、输出功率高、电光转换效率高、光束质量好的优点，同时克服了光纤激光器腔外倍频转换效率低的不足，能够获得高能量、高质量的蓝光激光输出。
Claims (8)
1、一种内腔倍频蓝光光纤激光器，其特征在于：由泵浦源(1)、光纤系统(9)和倍频系统(10)组成，所述的光纤系统(9)是由光纤光栅(3)两端熔接的传能光纤(2)和掺钕双包层保偏光纤(4)构成，所述的泵浦源(1)接所述的传能光纤(2)，所述的倍频系统(10)是依次由短焦距准直透镜(5)、输出耦合镜(6)、倍频晶体(7)和端镜(8)构成，所述的掺钕双包层保偏光纤(4)的输出端位于所述的短焦距准直透镜(5)的前焦面，所述的倍频晶体(7)的中心位置在所述的输出耦合镜(6)的凹球面和端镜(8)的凹球面之间的光腰处，经该短焦距准直透镜(5)准直后的基频光通过所述的输出耦合镜(6)的凹球面反射聚焦在所述的倍频晶体(7)的中心处，所述的输出耦合镜(6)、倍频晶体(7)和端镜(8)的位置关系以保证基频光振荡的形成，同时所述的端镜(8)将从输出耦合镜(6)经倍频晶体(7)传播的基频光及经倍频晶体(7)产生的倍频光反射回所述的输出耦合镜(6)。
2、根据权利要求1所述的内腔倍频蓝光光纤激光器，其特征在于：所述的泵浦源(1)为输出波长与掺钕双包层保偏光纤(4)纤芯材料的吸收波长相匹配的光纤耦合输出半导体激光器。
3、根据权利要求1所述的内腔倍频蓝光光纤激光器，其特征在于：所述的短焦距准直透镜(5)的表面镀有对基频光增透的介质膜，所述的输出耦合镜(6)的凹球面上镀有对基频光全反、对倍频光高透的介质膜，所述的输出耦合镜(6)的平面镀有对倍频光的减反介质膜，所述的端镜(8)的凹球面镀有对基频光和倍频光双全反的介质膜。
4、根据权利要求1所述的内腔倍频蓝光光纤激光器，其特征在于：所述的传能光纤(2)具有与光纤光栅(3)相匹配的双包层结构，所述的光纤光栅(3)具有偏振保持特性，且具有与掺钕双包层保偏光纤(4)相匹配的双包层结构。
5、根据权利要求1所述的内腔倍频蓝光光纤激光器，其特征在于：所述的掺钕双包层保偏光纤(4)是纤芯材料中掺有钕离子的大模场保偏光纤，该掺钕双包层保偏光纤(4)以一定曲率半径缠绕，该掺钕双包层保偏光纤(4)前端的快轴或慢轴方向与所述的光纤光栅(3)的快轴或慢轴方向完全一致地熔接在一起。
6、根据权利要求1所述的内腔倍频蓝光光纤激光器，其特征在于：所述的短焦距准直透镜(5)与输出耦合镜(6)的轴线与所述的输出耦合镜(6)、倍频晶体(7)及端镜(8)的轴线之间的夹角为30度。
7、根据权利要求1所述的内腔倍频蓝光光纤激光器，其特征在于：所述的倍频晶体(7)是具有和基频光波长相匹配的匹配角的非线性晶体和采用准相位匹配技术的周期性极化晶体。
8、根据权利要求1至7任一项所述的内腔倍频蓝光光纤激光器，其特征在于：所述的倍频晶体(7)两端面均镀有对基频光和倍频光双增透的介质膜。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102510001A (zh) * | 2011-11-08 | 2012-06-20 | 陈抗抗 | 二倍频绿光激光器 |
| CN102510001B (zh) * | 2011-11-08 | 2014-04-23 | 武汉安扬激光技术有限责任公司 | 二倍频绿光激光器 |
| CN103311782A (zh) * | 2013-05-31 | 2013-09-18 | 西北核技术研究所 | 基于掺铥光纤激光器四倍频的蓝光激光产生方法与装置 |
| CN103311782B (zh) * | 2013-05-31 | 2015-12-23 | 西北核技术研究所 | 基于掺铥光纤激光器四倍频的蓝光激光产生方法与装置 |
| CN105591268A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-05-18 | 深圳英诺激光科技有限公司 | 内腔倍频大功率光纤激光器 |
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