CN203674545U - 一种物联网用三端输出532nm与660nm与1319nm三波长光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
一种物联网用三端输出532nm与660nm与1319nm三波长光纤激光器,它由多模泵浦二极管模块组发射808nm泵浦光,经耦合器耦合到双端输出传输光纤中,双端输出,右路,经右光纤耦合器泵浦辐射1319nm光子,由右光纤谐振腔输出1319nm激光双端输出,经右KTP晶体,产生倍频激光光波长660nm,另一端经扩束镜、聚焦镜直接输出1319nm激光,形成右1输出660nm激光,右2输出1319nm激光,左路,泵浦光经左光纤耦合器,泵浦辐射1064nm光子,由左光纤谐振腔输出1064nm激光,经左KTP晶体产生倍频光波长532nm,由此,左右路三端输出532nm、660nm与1319nm三波长激光。
Description
技术领域:
激光器与物联网应用技术领域。
背景技术:
532nm与660nm与1319nm波长激光,是用于物联网用光谱检测、激光源、物化分析等应用的激光,它可作为物联网用光纤传感器的分析检测等应用光源,它还用于物联网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:
一种物联网用三端输出532nm与660nm与1319nm三波长光纤激光器,它由多模泵浦二极管模块组发射808nm泵浦光,经耦合器耦合到双端输出传输光纤中,双端输出,右路,经右光纤耦合器泵浦辐射1319nm光子,由右光纤谐振腔输出1319nm激光双端输出,经右KTP晶体,产生倍频激光光波长660nm,另一端经扩束镜、聚焦镜直接输出1319nm激光,形成右1输出660nm激光,右2输出1319nm激光,左路,泵浦光经左光纤耦合器,泵浦辐射1064nm光子,由左光纤谐振腔输出1064nm激光,经左KTP晶体产生倍频光波长532nm,由此,左右路三端输出532nm、660nm与1319nm三波长激光。
本发明解决的技术问题方案一、一种物联网用三端输出532nm与660nm与1319nm三波长光纤激光器方法与装置。
它由二极管模块组发射808nm泵浦光,经光纤耦合器耦合到双端输出单层808nm泵浦光传输光纤中,双端输出单层808nm传输光纤从它的左右两端输出。
右路,808nm泵浦光,经光纤耦合器耦合到双包层Nd3+:YAG单晶光纤的内外包层之间,内包层采用椭圆形结构,外包层采用圆形结构,双端输出,泵浦光在内包层和外包层之间来回反射,多次穿过单模纤芯被其吸收,单模纤芯Nd3+:离子吸能发生能级跃迁,辐射1319nm光子,它在由左光纤输出端与右光纤输出端构成的激光谐振腔内振荡放大,形成1319nm激光双端输出,一端进入右KTP晶体,产生倍频光波长660nm,光纤输出端与输出镜组成倍频腔,经右输出镜输出,再经右1扩束镜与右1聚焦镜输出660nm激光,另一端进入右2扩束 镜,输出镜,右2聚焦镜输出1319nm激光,形成右1输出660nm激光,右2输出1319nm激光。
左路,808nm泵浦光左光纤耦合器,耦合到左双包层Nd3+:YAG单晶光纤输入端,它进入到它进入到左双包层Nd3+:YAG单晶光纤的内外双包层之间,内包层采用椭圆形结构,外包层采用圆形结构,泵浦光在内包层和外包层之间来回反射,多次穿过单模纤芯被其吸收,单模纤芯Nd3+:离子吸能发生能级跃迁,辐射1064nm光子,在左双包层Nd3+:YAG单晶光纤输入端与输出端组成的谐振腔内放大,经其输出1064nm激光,它进入左KTP晶体,产生倍频光波长532nm,经输出镜输出,光纤输出端与输出镜组成倍频腔,经左扩束镜与左聚焦镜输出532nm激光。
由此,左路输出532nm激光与右路输出660nm、1319nm激光,形成三端三波长输出。
本发明解决的技术问题方案二、光纤设置解决的技术问题方案。
泵浦光纤:采用双端输出单层808nm泵浦光传输光纤,光纤设计为圆环形,其中间端设置耦合器,两端输出。
右路光纤,采用双包层Nd3+:YAG单晶光纤,其玻璃基质分裂形成的非均匀展宽造成吸收带较宽,即玻璃光纤对入射泵浦光的晶体相位匹配范围宽,采用双包层光纤的包层泵浦技术,双包层光纤由四个层次组成:①光纤芯;②内包层;③外包层;④保护层,采用包层泵浦技术如下,采用一组多模泵浦二极管模块组发出泵浦光,经光纤耦合器是耦合到内包层与外包层之间,内包层采用椭圆形结构,外包层采用圆形结构,泵浦光在内包层和外包层之间来回反射,多次穿过单模纤芯被其吸收,单模纤芯Nd3+:离子吸能发生能级跃迁,辐射1319nm光子,双端输出,右1光纤输出端镀对1319nm波长光T=5%反射率膜,光纤输出端镀对1319nm波长光T=6%的反射率膜,光纤两端形成谐振腔,光纤设计为圆环形,其中间端设置耦合器。
左路光纤,与右路光纤主体相同,区别是,光纤输入出端镀波长膜层不同,倍频激光KTP晶体镀波长膜层。
本发明解决的技术问题方案三、镀膜解决的技术问题方案设置。
泵浦光纤:镀808nm高透射率膜。
右1路光纤:光纤输出端:镀对1319nm波长光T=6%的反射率膜,镀对660nm波长光高反射率膜。
右1路输出镜片,镀660nm波长光的增透膜,镀对1319nm波长光高反射率膜。
右1路倍频激光KTP晶体,两端镀660nm波长光的增透膜。
右2路光纤输出端镀对1319nm波长光T=5%反射率膜。
右2路输出镜片,镀对660nm波长光高反射率膜。
左路光纤:光纤输入端镀对1064nm波长光高反射率膜,光纤输出端镀对1064nm波长光T=6%的反射率膜。
左路输出镜片,镀532nm波长光的增透膜,镀对1064nm波长光高反射率膜。
左路倍频激光KTP晶体,两端镀532nm波长光的增透膜。
本发明实现的效果:
本发明实现了一种物联网用三端输出532nm与660nm与1319nm三波长光纤激光器,它左右两端输出激光,实施互为基准、互为信号光、互为种子光,同时输出,避免干涉。
本发明的核心内容:
1.设置半导体模块,由半导体模块电源供电,输出808nm波长泵浦光,在半导体模块上设置耦合器,耦合器之上设置泵浦光纤,由耦合器将808nm波长泵浦光耦合进入泵浦光纤,设置泵浦光纤为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构,即泵浦光纤同向双侧输出端镜结构,设置由泵浦光纤左输出端镜与泵浦光纤右输出端镜构成双侧808nm激光输出,在泵浦光纤双侧输出端镜之上,分别设置1064光纤与1319光纤。
左路,在泵浦光纤左输出端镜之上,设置左耦合器,在左耦合器之上设置1064nm波长的光纤,1064nm波长的光纤设置为环形单侧相向双端输入与输出的结构,由左耦合器耦合连接泵浦光纤左输出端镜与1064nm波长的光纤的输入端镜,泵浦光纤左输出端镜输出的808nm激光经左耦合器进入1064nm波长光纤,设置1064nm波长的光纤的输入端镜与输出端镜为:发生波长1064nm红外光的光纤谐振腔,即形成1064nm红外光输出,1064nm波长的光纤的输出端镜的上边 依次设置倍频532nm激光KTP晶体、532nm输出镜、532nm扩束镜扩束与532nm聚焦镜,1064nm红外光经倍频532nm激光KTP晶体,倍频输出532nm激光,经扩束镜扩束与聚焦镜输出。
右路,在泵浦光纤左输出端镜之上,设置右耦合器,在右耦合器之上设置1319nm波长的光纤,1319nm波长的光纤设置为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构,由右耦合器耦合连接1319nm波长的光纤,泵浦光808nm激光经右耦合器进入1319nm波长光纤,设置1319nm波长的光纤的左输出端镜与右输出端镜为:发生波长1319nm红外光的光纤谐振腔,即形成1319nm红外光输出,1319nm光纤的右端输出端镜的上边依次设置:倍频660nm激光KTP晶体、660nm输出镜、660nm扩束镜扩束与660nm聚焦镜,1319nm波长经倍频660nm激光KTP晶体,倍频输出660nm激光,经扩束镜扩束与聚焦镜输出660nm激光,1319nm光纤的左端输出端镜的上边依次设置:1319nm扩束镜、1319nm输出镜、1319nm聚焦镜。
左右三路形成532nm、660nm与1319nm激光三波长激光输出,亦即形成532nm、660nm与1319nm激光三波长光纤激光器。
2.采用双包层光纤作为泵浦光纤用,泵浦光纤输出端镜镀808nm波长光高透射率膜,镀1064nm波长光高反射率膜。
3.设置1064nm波长的光纤,它采用双包层光纤,1064nm波长的光纤输入端镜,镀808nm波长光高透射率膜,镀1064nm红外光高反射率膜。
设置1319nm波长的光纤,1319nm波长的光纤输入端镜,镀808nm波长光高透射率膜,镀1319nm红外光光高透射率膜。
倍频532nm激光KTP晶体,两侧镀532nm高透射率膜。
532nm输出镜,镀1064nm高反射率膜,镀532nm高透射率膜。
倍频660nm激光KTP晶体,两侧镀660nm高透射率膜。
660nm输出镜,镀1319nm高反射率膜,镀660nm高透射率膜。
4.左右三路形成532nm、660nm与1319nm激光三波长激光输出,它们可以互为基准,可以交叉为信号源,实现同步运转,避免发生干涉。
附图说明:
附图为本发明的结构图,下面结合附图说明一下工作过程。
附图其中为:1、半导体模块,2、耦合器,3、泵浦光纤,4、泵浦光纤右输出端镜,5、右路耦合器,6、1319nm波长光纤,7、1319nm波长光纤左输出端镜,8、1319nm波长光纤右输出端镜,9、倍频660激光KTP晶体,10、660nm输出镜,11、660nm扩束镜,12、660nm聚焦镜,13、右路660nm激光输出,14、1319nm扩束镜,15、1319nm聚焦镜,16、1319nm激光输出,17、532nm激光输出,18、532nm聚焦镜,19、532nm扩束镜,20、1319nm输出镜,21、532nm输出端镜,22、倍频532激光KTP晶体,23、1064nm光纤输出端镜,24、1064nm光纤,25、1064nm光纤输入端镜,26左路耦合器,27、泵浦光纤左输出端镜,28、风扇,29、半导体模块电源,30、光学轨道及光机具。
具体实施方式:
设置半导体模块1,由半导体模块电源29供电,输出808nm波长泵浦光,在半导体模块1上设置耦合器2,耦合器2之上设置泵浦光纤3,由耦合器2将808nm波长泵浦光耦合进入泵浦光纤3,设置泵浦光纤3为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构,即泵浦光纤双侧同向输出端镜结构,设置由泵浦光纤3左输出端镜27与泵浦光纤右输出端4镜构成双侧808nm激光输出,在泵浦光纤同向双侧输出端镜结构之上,分别设置1064nm光纤24与1319nm光纤6。
左路,在泵浦光纤左输出端镜27之上,设置左耦合器26,在左耦合器26之上设置1064nm光纤24,1064nm光纤24设置为环形单侧相向双端输入与输出的结构,由左耦合器26耦合连接泵浦光纤左输出端镜27与1064nm波长的光纤的输入端镜25,泵浦光纤左输出端镜27输出的808nm激光经左耦合器26进入1064nm光纤24,设置1064nm光纤24的输入端镜25与输出端镜23为:发生波长1064nm红外光的光纤谐振腔,即形成1064nm红外光输出,1064nm光纤的输出端镜23的上边依次设置倍频532nm激光KTP晶体22、532nm输出镜21、532nm扩束镜19与532nm聚焦镜18,1064nm红外光经倍频532nm激光KTP晶体22,倍频输出532nm激光,经扩束镜扩束与聚焦镜输出532nm激光输出17。
右路,在泵浦光纤左输出端镜之上,设置右耦合器,在右耦合器之上设置 1319nm波长的光纤,1319nm波长的光纤设置为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构,由右耦合器耦合连接1319nm波长的光纤,泵浦光808nm激光经右耦合器进入1319nm波长光纤,设置1319nm波长的光纤的左输出端镜与右输出端镜为:发生波长1319nm红外光的光纤谐振腔,即形成1319nm红外光输出,1319nm光纤的右端输出端镜的上边依次设置:倍频660nm激光KTP晶体、660nm输出镜、660nm扩束镜扩束与660nm聚焦镜,1319nm波长经倍频660nm激光KTP晶体,倍频输出660nm激光,经扩束镜扩束与聚焦镜输出660nm激光,1319nm光纤的左端输出端镜的上边依次设置:1319nm扩束镜、1319nm输出镜、1319nm聚焦镜。
左右三路形成532nm、660nm与1319nm激光三波长激光输出,亦即形成532nm、660nm与1319nm激光三波长光纤激光器。
除二极管模块组电源外,上述全部器件均装置在光学轨道及光机具30上,由风扇28实施风冷,组成输出532nm、660nm与1319nm激光三波长光纤激光器。
Claims (3)
1.一种物联网用三端输出532nm与660nm与1319nm三波长光纤激光器,其特征为:设置半导体模块,由半导体模块电源供电,输出808nm波长泵浦光,在半导体模块上设置耦合器,耦合器之上设置泵浦光纤,由耦合器将808nm波长泵浦光耦合进入泵浦光纤,设置泵浦光纤为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构,即泵浦光纤同向双侧输出端镜结构,设置由泵浦光纤左输出端镜与泵浦光纤右输出端镜构成双侧808nm激光输出,在泵浦光纤双侧输出端镜之上,分别设置1064光纤与1319光纤;左路,在泵浦光纤左输出端镜之上,设置左耦合器,在左耦合器之上设置1064nm波长的光纤,1064nm波长的光纤设置为环形单侧相向双端输入与输出的结构,由左耦合器耦合连接泵浦光纤左输出端镜与1064nm波长的光纤的输入端镜,泵浦光纤左输出端镜输出的808nm激光经左耦合器进入1064nm波长光纤,设置1064nm波长的光纤的输入端镜与输出端镜为:发生波长1064nm红外光的光纤谐振腔,即形成1064nm红外光输出,1064nm波长的光纤的输出端镜的上边依次设置倍频532nm激光KTP晶体、532nm输出镜、532nm扩束镜扩束与532nm聚焦镜,1064nm红外光经倍频532nm激光KTP晶体,倍频输出532nm激光,经扩束镜扩束与聚焦镜输出;右路,在泵浦光纤左输出端镜之上,设置右耦合器,在右耦合器之上设置1319nm波长的光纤,1319nm波长的光纤设置为环形两侧向上同向双侧输出端镜结构,由右耦合器耦合连接1319nm波长的光纤,泵浦光808nm激光经右耦合器进入1319nm波长光纤,设置1319nm波长的光纤的左输出端镜与右输出端镜为:发生波长1319nm红外光的光纤谐振腔,即形成1319nm红外光输出,1319nm光纤的右端输出端镜的上边依次设置:倍频660nm激光KTP晶体、660nm输出镜、660nm扩束镜扩束与660nm聚焦镜,1319nm波长经倍频660nm激光KTP晶体,倍频输出660nm激光,经扩束镜扩束与聚焦镜输出660nm激光,1319nm光纤的左端输出端镜的上边依次设置:1319nm扩束镜、1319nm输出镜、1319nm聚焦镜。
2.根据权利要求1所述的一种物联网用三端输出532nm与660nm与1319nm三波长光纤激光器,其特征为:采用双包层光纤作为泵浦光纤用,泵浦光纤输出端镜镀808nm波长光高透射率膜,镀1064nm波长光高反射率膜。
3.根据权利要求1所述的一种物联网用三端输出532nm与660nm与1319nm三波长光纤激光器,其特征为:设置1064nm波长的光纤,它采用双包 层光纤,1064nm波长的光纤输入端镜,镀808nm波长光高透射率膜,镀1064nm红外光高反射率膜;设置1319nm波长的光纤,1319nm波长的光纤输入端镜,镀808nm波长光高透射率膜,镀1319nm红外光光高透射率膜;倍频532nm激光KTP晶体,两侧镀532nm高透射率膜;532nm输出镜,镀1064nm高反射率膜,镀532nm高透射率膜;倍频660nm激光KTP晶体,两侧镀660nm高透射率膜;660nm输出镜,镀1319nm高反射率膜,镀660nm高透射率膜。
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