CN202917803U - 一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器 - Google Patents
一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202917803U CN202917803U CN 201220642467 CN201220642467U CN202917803U CN 202917803 U CN202917803 U CN 202917803U CN 201220642467 CN201220642467 CN 201220642467 CN 201220642467 U CN201220642467 U CN 201220642467U CN 202917803 U CN202917803 U CN 202917803U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- pulse
- coupler
- unit
- fiber grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn - After Issue
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器,包括脉冲驱动电路、半导体激光器、环形器、光纤光栅、耦合器、光谱分析单元、主控单元和微距牵引单元,脉冲驱动电路输出脉冲电流驱动半导体激光器产生一级弛豫振荡的宽光谱脉冲激光,该脉冲激光透过环形器被光纤光栅反射,然后经过环形器输出的反射激光进入耦合器,较大能量的反射激光经耦合器的输出光端口输出,较小能量的反射激光经耦合器的反馈光信号端口输出,较小能量的反射激光经光谱分析单元和主控单元的分析和处理,然后主控单元驱动微距牵引单元,微距牵引单元对光纤光栅的轴向进行微距离的拉伸牵引。本实用新型具有结构简单、操作容易、稳定性好、重频可调、调谐精度高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光器领域,具体是一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器。
背景技术
目前脉冲激光器采用调Q技术、锁模技术来实现脉冲激光输出。调Q激光器只能实现脉冲宽度为纳秒量级的脉冲激光,可以获得毫焦量级的单脉冲能量输出,由于脉冲宽度宽,其与材料作用时,热吸收效应明显。锁模激光器可以实现皮秒和飞秒脉冲激光输出,但是其重复频率较高(MHz以上),频率可调范围窄,单脉冲能量低,对材料的作用效果差。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器,可以实现1-100MHz的调频,并且可以在特定波长稳定输出,是一种性能优异的激光器或激光种子源。
本实用新型的技术方案为:
一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器,包括脉冲驱动电路、半导体激光器、环形器、光纤光栅、耦合器、光谱分析单元、主控单元和微距牵引单元,所述的脉冲驱动电路输出脉冲电流,半导体激光器受脉冲电流的驱动,产生一级弛豫振荡的宽光谱脉冲激光,该脉冲激光经由环形器的1号端口进入,其2号端口输出至光纤光栅,光纤光栅对位于其工作波长的激光反射,其余波长的激光透射,反射后的激光再经环形器的2号端口返回环形器,然后通过环形器的3号端口输出,3号端口输出的反射激光进入耦合器,较大能量的反射激光经耦合器的输出光端口输出,较小能量的反射激光经耦合器的反馈光信号端口输出,反馈光信号端口输出的反射激光进入光谱分析单元,光谱分析单元测出反馈光信号的中心波长数值,并传送给主控单元,主控单元将反馈光信号的中心波长数值与预先设定的中心波长数值对比后,驱动微距牵引单元,微距牵引单元对光纤光栅的轴向进行微距离的拉伸牵引。
所述的微距牵引单元包括相互连接的微距牵引控制单元和PZT系多层片式压电陶瓷,所述的光纤光栅的一端固定于微距牵引控制单元上,另一端与PZT系多层片式压电陶瓷连接。
所述的脉冲驱动电路选用脉冲宽度为皮秒量级的短脉冲驱动电路。
所述的半导体激光器选用输出光谱宽度超过20nm的半导体激光器。
所述的光纤光栅选用布拉格光纤光栅。
所述的耦合器选用1:9耦合器,其输出光端口为90%能量反射激光的输出光端口,其反馈光信号端口为10%能量反射激光的反馈光信号端口。
所述的光谱分析单元选用最小可分辨光谱辨率为20pm的不同波长激光的光谱分析单元。
本实用新型的优点:
(1)、本实用新型采用脉冲驱动电路输出超短脉冲宽度的脉冲电流,驱动半导体激光器发射脉冲激光,在脉冲激光的前沿会产生振幅较大的弛豫振荡,如果在振荡的第一个周期结束时,停止电流的注入,可以得到弛豫振荡第一个小尖峰决定宽度的单一脉冲输出,本实用新型利用注入电流使半导体激光器的增益急剧变化,由此产生超短脉冲激光脉冲,一般情况下,这种弛豫振荡的激光脉冲宽度在皮秒量级,采用这种方法的半导体激光器的优点是:使用简单的驱动电路就能产生超短激光脉冲,和锁模激光器相比,增益开关半导体激光器的稳定性更高,重复频率范围广,能用电流波形控制脉冲宽度和周期;
(2)、本实用新型的光纤光栅是一种无源光纤器件,其利用光纤材料的光敏性,通过紫外光曝光的方法将入射光的相干场图样写入纤芯,在纤芯内产生折射率沿纤芯轴向周期性变化,从而形成永久性空间相位光栅,其功能实质上是在纤芯内形成一个窄带的(透射或反射)滤波器或反射镜;本实用新型借此技术,使得所写入的光栅的布拉格波长、带宽或对两者同时进行灵活调节,通过控制光纤光栅的轴向应力,其光谱特性将发生相应的改变,实现光纤光栅的调谐技术;
(3)、本实用新型通过耦合器分出反馈光信号,然后通过光谱分析单元和主控单元的分析和处理,控制微距牵引单元从而调节光纤光栅的轴向应力,光纤光栅的折射率周期值随之改变,从而达到调谐反射激光中心波长的目的。
本实用新型结构简单、使用方便,光谱宽度和范围可调谐,从而使较窄的光谱输出,实用新型中的光器件均可以用导光光纤进行耦合,可以实现全光纤化。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
见图1,一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器,包括脉冲宽度为皮秒量级的短脉冲驱动电路1、半导体激光器2、环形器3、布拉格光纤光栅4、1:9耦合器5、光谱分析单元6、主控单元7和微距牵引单元,短脉冲驱动电路1输出超短脉冲电流,半导体激光器2受脉冲电流的驱动,产生一级弛豫振荡的宽光谱脉冲激光,激光脉冲的宽度为皮秒量级,该脉冲激光经由环形器3的1号端口进入,其2号端口输出至布拉格光纤光栅4,布拉格光纤光栅4对位于其工作波长的激光反射,其余波长的激光透射,反射后的激光再经环形器3的2号端口返回环形器3,然后通过环形器的3号端口输出,3号端口输出的反射激光进入1:9耦合器5,90%能量的反射激光经耦合器5的输出光端口输出,10%能量的反射激光经1:9耦合器5的反馈光信号端口输出,然后此10%能量的反射激光进入光谱分析单元6,光谱分析单元6测出反馈光信号的中心波长数值,并传送给主控单元7,主控单元7将反馈光信号的中心波长数值与预先设定的中心波长数值对比后,驱动微距牵引单元,微距牵引单元对布拉格光纤光栅4的轴向进行微距离的拉伸牵引;微距牵引单元包括相互连接的微距牵引控制单元8和PZT系多层片式压电陶瓷9,布拉格光纤光栅4的一端固定于微距牵引控制单元8上,另一端与PZT系多层片式压电陶瓷9连接,PZT系多层片式压电陶瓷9受主控单元7传输给微距牵引控制单元8的电压控制,牵引布拉格光纤光栅4,改变布拉格光纤光栅4的轴向应力,改变布拉格光纤光栅4的周期结构,从而改变布拉格光纤光栅4的反射光波的中心波长值,使之与预设相同。
其中,半导体激光器2选用输出光谱宽度超过20nm的半导体激光器;光谱分析单元6具有很高的光谱辨率,最小可分辨20pm的不同波长激光。
实施例:
采用的脉冲驱动电路的输出脉冲频率1Hz-100kHz,电流脉冲宽度为0.9ns;半导体激光器的输出中心波长为1060nm,光谱宽度为20nm,其最大输出功率为500mW;光纤光栅类型为布拉格光栅,中心波长为1050nm;采用该结构的皮秒脉冲激光器可以获得光谱调谐范围为1049-1066nm,激光脉冲宽度为186ps,光谱宽度最大为200pm,输出平均功率最大为152μW的皮秒脉冲激光。
Claims (7)
1.一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器,其特征在于:包括脉冲驱动电路、半导体激光器、环形器、光纤光栅、耦合器、光谱分析单元、主控单元和微距牵引单元,所述的脉冲驱动电路输出脉冲电流,半导体激光器受脉冲电流的驱动,产生一级弛豫振荡的宽光谱脉冲激光,该脉冲激光经由环形器的1号端口进入,其2号端口输出至光纤光栅,光纤光栅对位于其工作波长的激光反射,其余波长的激光透射,反射后的激光再经环形器的2号端口返回环形器,然后通过环形器的3号端口输出,3号端口输出的反射激光进入耦合器,较大能量的反射激光经耦合器的输出光端口输出,较小能量的反射激光经耦合器的反馈光信号端口输出,反馈光信号端口输出的反射激光进入光谱分析单元,光谱分析单元测出反馈光信号的中心波长数值,并传送给主控单元,主控单元将反馈光信号的中心波长数值与预先设定的中心波长数值对比后,驱动微距牵引单元,微距牵引单元对光纤光栅的轴向进行微距离的拉伸牵引。
2.根据权利要求1所述的一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器,其特征在于:所述的微距牵引单元包括相互连接的微距牵引控制单元和PZT系多层片式压电陶瓷,所述的光纤光栅的一端固定于微距牵引控制单元上,另一端与PZT系多层片式压电陶瓷连接。
3.根据权利要求1所述的一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器,其特征在于:所述的脉冲驱动电路选用脉冲宽度为皮秒量级的短脉冲驱动电路。
4.根据权利要求1所述的一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器,其特征在于:所述的半导体激光器选用输出光谱宽度超过20nm的半导体激光器。
5.根据权利要求1所述的一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器,其特征在于:所述的光纤光栅选用布拉格光纤光栅。
6.根据权利要求1所述的一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器,其特征在于:所述的耦合器选用1:9耦合器,其输出光端口为90%能量反射激光的输出光端口,其反馈光信号端口为10%能量反射激光的反馈光信号端口。
7.根据权利要求1所述的一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器,其特征在于:所述的光谱分析单元选用最小可分辨光谱辨率为20pm的不同波长激光的光谱分析单元。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201220642467 CN202917803U (zh) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | 一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201220642467 CN202917803U (zh) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | 一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN202917803U true CN202917803U (zh) | 2013-05-01 |
Family
ID=48166082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201220642467 Withdrawn - After Issue CN202917803U (zh) | 2012-11-29 | 2012-11-29 | 一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN202917803U (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102957090A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-03-06 | 合肥知常光电科技有限公司 | 一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器 |
CN105186282A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-12-23 | 中国科学院半导体研究所 | 高稳频可调谐窄线宽激光器及使用方法 |
CN110380331A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-25 | 华东师范大学 | 一种缩短脉冲并获得可调皮秒脉冲的方法 |
CN112422194A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-26 | 北方工业大学 | 全光网络节点皮秒脉冲信号相对时差校正仪 |
US11901699B2 (en) | 2020-11-20 | 2024-02-13 | Suzhou Institute Of Nano-Tech And Nano-Bionics (Sinano) , Chinese Academy Of Sciences | Narrow linewidth laser |
-
2012
- 2012-11-29 CN CN 201220642467 patent/CN202917803U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102957090A (zh) * | 2012-11-29 | 2013-03-06 | 合肥知常光电科技有限公司 | 一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器 |
CN102957090B (zh) * | 2012-11-29 | 2014-07-30 | 合肥知常光电科技有限公司 | 一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器 |
CN105186282A (zh) * | 2015-08-25 | 2015-12-23 | 中国科学院半导体研究所 | 高稳频可调谐窄线宽激光器及使用方法 |
CN110380331A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-10-25 | 华东师范大学 | 一种缩短脉冲并获得可调皮秒脉冲的方法 |
CN112422194A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-26 | 北方工业大学 | 全光网络节点皮秒脉冲信号相对时差校正仪 |
CN112422194B (zh) * | 2020-11-19 | 2022-02-08 | 北方工业大学 | 全光网络节点皮秒脉冲信号相对时差校正仪 |
US11901699B2 (en) | 2020-11-20 | 2024-02-13 | Suzhou Institute Of Nano-Tech And Nano-Bionics (Sinano) , Chinese Academy Of Sciences | Narrow linewidth laser |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102957090B (zh) | 一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器 | |
CN202917803U (zh) | 一种可调谐窄线宽皮秒脉冲激光器 | |
CN104158074B (zh) | 一种可转换双波长的锁模全光纤激光产生方法 | |
CN103199421B (zh) | 一种基于超连续谱光源的2μm波段脉冲光纤激光器 | |
CN203607667U (zh) | 超短脉冲全光纤激光器 | |
CN103438916B (zh) | 基于可饱和吸收光纤的光纤光栅波长解调装置 | |
CN202103307U (zh) | 一种全光纤调q光纤激光器 | |
CN111580321B (zh) | 基于正常色散fp微腔的平坦光频梳产生装置及操作方法 | |
CN101515697B (zh) | 一种光纤激光器调q的方法和装置 | |
CN103606807A (zh) | 超短脉冲全光纤激光器 | |
Ramírez-Meléndez et al. | Q-switching of an all-fiber ring laser based on in-fiber acousto-optic bandpass modulator | |
JP5818084B2 (ja) | テラヘルツ波発生検出装置、およびフェムト秒レーザ発生装置 | |
CN203774603U (zh) | 一种基于耦合器的锁模激光器 | |
TWI469462B (zh) | 時間差調制旁波段增益短脈衝雷射輸出裝置 | |
CN110380331A (zh) | 一种缩短脉冲并获得可调皮秒脉冲的方法 | |
CN104901653A (zh) | 一种产生高重频亚纳秒脉宽的任意时域波形发生器 | |
CN104124607A (zh) | 一种用于产生高平均功率皮秒脉冲激光的装置 | |
CN103166094A (zh) | 一种高脉冲对比度的纳秒光纤激光器 | |
CN204088862U (zh) | 时域脉宽可调的飞秒激光器 | |
CN2922217Y (zh) | 可调谐全光纤结构窄带窄脉冲激光器 | |
CN203056359U (zh) | 一种高脉冲对比度的纳秒光纤激光器装置 | |
CN110690640A (zh) | 一种皮秒光纤种子激光源结构 | |
CN221597028U (zh) | 一种激光器 | |
CN110854664B (zh) | 基于外部时钟同步的高速调制锁模掺钬光纤激光器 | |
RU225571U1 (ru) | Кольцевой волоконный генератор последовательностей субпикосекундных импульсов с управляемой частотой следования |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20130501 Effective date of abandoning: 20140730 |
|
RGAV | Abandon patent right to avoid regrant |