CN216529822U

CN216529822U - 一种用于测距的1.5微米波段皮秒调q激光器

Info

Publication number: CN216529822U
Application number: CN202220046546.0U
Authority: CN
Inventors: 王勇刚; 刘伟风; 刘思聪; 胡家成; 殷树成
Original assignee: Shaanxi Normal University
Current assignee: Shaanxi Normal University
Priority date: 2022-01-10
Filing date: 2022-01-10
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2032-01-10

Abstract

本实用新型涉及激光器技术领域，具体涉及一种用于测距的1.5微米波段皮秒调Q激光器，包括泵浦源、波分复用器、环形器、半导体饱和吸收镜、偏振控制器、耦合器、掺铒光纤；波分复用器、环形器、偏振控制器、耦合器、掺铒光纤构成环形腔；泵浦源连接波分复用器的反射端，波分复用器的公共端连接掺铒光纤的一端，掺铒光纤的另一端连接耦合器，耦合器的一端作为脉冲激光输出端，耦合器的另一端连接偏振控制器的一端，偏振控制器的另一端连接环形器的第二端口，环形器的第一端口连接波分复用器的透射端，环形器的第三端口连接半导体饱和吸收镜。本实用新型实现了高峰值功率的皮秒脉冲，在测距方面具有良好的应用前景。

Description

一种用于测距的1.5微米波段皮秒调Q激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，具体涉及一种用于测距的1.5微米波段皮秒调Q激光器。

背景技术

由于激光具有单色性好、相干性强、方向性好和亮度高等特性，激光测距成为在军事上最早、最重要的应用之一。如果在激光测距时眼镜不小心接触到波长为1064纳米的激光，则对人眼镜造成的损害是不可修复的，而波长在1.5微米-1.7微米的激光，在照射入人眼的时候，大部分会被晶状体吸收，只有少部分会进入人眼镜的视网膜，故在1.5微米-1.7微米波段的光对人体的伤害很小，这一波段也成为人眼安全波段。在1.5微米-1.7微米波段的光在大气中传输时反射和折射损耗较低、透射率较高，所以该波段的光对烟雾穿透能力强，在空气中传播时衰减较小，同时它对目标与背景的对比度好，分辨率高。

激光测距与超声波测距相比，激光测距的优点主要是激光测距的精度比较高。现有的激光测距手段是纳秒脉冲激光器测距，输出的能量为百毫焦量级，输出的峰值功率为兆瓦数量级。但是随着科学技术的不断发展，对激光测距测量的精度的要求也越来越高，需要能够产生更高功率和更窄脉冲的激光器。

实用新型内容

为解决以上问题，本实用新型提供了一种用于测距的1.5微米波段皮秒调Q激光器，包括泵浦源、波分复用器、环形器、半导体饱和吸收镜、偏振控制器、耦合器、掺铒光纤；波分复用器、环形器、偏振控制器、耦合器、掺铒光纤构成环形腔；泵浦源连接波分复用器的反射端，波分复用器的公共端连接掺铒光纤的一端，掺铒光纤的另一端连接耦合器，耦合器的一端作为脉冲激光输出端，耦合器的另一端连接偏振控制器的一端，偏振控制器的另一端连接环形器的第二端口，环形器的第一端口连接波分复用器的透射端，环形器的第三端口连接半导体饱和吸收镜。

更进一步地，泵浦源为半导体激光器。

更进一步地，半导体饱和吸收镜的共振波长为1480纳米-1640纳米。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种用于测距的1.5微米波段皮秒调Q激光器，包括泵浦源、波分复用器、环形器、半导体饱和吸收镜、偏振控制器、耦合器、掺铒光纤；波分复用器、环形器、偏振控制器、耦合器、掺铒光纤构成环形腔；泵浦源连接波分复用器的反射端，波分复用器的公共端连接掺铒光纤的一端，掺铒光纤的另一端连接耦合器，耦合器的一端作为脉冲激光输出端，耦合器的另一端连接偏振控制器的一端，偏振控制器的另一端连接环形器的第二端口，环形器的第一端口连接波分复用器的透射端，环形器的第三端口连接半导体饱和吸收镜。在本实用新型中，环形器保证了环形腔内激光的单向传输，并为半导体吸收镜搭建了光路。本实用新型用调Q型半导体饱和吸收镜对铒晶体进行调Q，从而实现高峰值功率的皮秒脉冲。与传统的纳秒激光测距相比，皮秒脉冲激光测距输出的脉宽是皮秒量级，输出的能量为亚毫焦至百毫焦之间，峰值功率可至百兆瓦的数量级，由于峰值功率的提高，皮秒激光测距器比纳秒激光测距仪所测量程将会有一个数量级的提升，由于皮秒脉宽比纳秒脉宽窄，故皮秒脉冲激光器测量的精度更高，数据更准确。另外，由于皮秒脉冲激光器的峰值功率在几兆瓦到几百兆瓦之间不等，在该范围内的功率均未达到激光非线性效应的阈值，因而皮秒脉冲激光可以实现远距离大气传输。因此，本实用新型在测距方面具有良好的应用前景。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是一种用于测距的1.5微米波段皮秒调Q激光器的示意图。

图中：1、泵浦源；2、波分复用器；3、环形器；4、半导体饱和吸收镜；5、偏振控制器；6、耦合器；7、掺铒光纤。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请作进一步详细说明。

本实用新型提供了一种用于测距的1.5微米波段皮秒调Q激光器，如图1所示，包括泵浦源1、波分复用器2、环形器3、半导体饱和吸收镜4、偏振控制器5、耦合器6、掺铒光纤7。泵浦源1为半导体激光器，所产生激光的波长为980纳米。半导体饱和吸收镜4的共振波长为1480纳米-1640纳米。激光的工作物质为掺铒光纤7。耦合器6的输出耦合比为1:10，耦合器6的10％输出端用来输出皮秒脉冲激光，耦合器6的90％输出端连接偏振控制器5。波分复用器2、环形器3、偏振控制器5、耦合器6、掺铒光纤7构成环形腔。泵浦源1连接波分复用器2的反射端，波分复用器2的公共端连接掺铒光纤7的一端，掺铒光纤7的另一端连接耦合器6，耦合器6的10％一端作为脉冲激光输出端，耦合器6的90％一端连接偏振控制器5的一端，偏振器控制器5调整偏振态，半导体饱和吸收镜控制非线性吸收，二者共同作用，并用来调整环形腔内激光的偏振状态，偏振控制器5的另一端连接环形器3的第二端口，环形器3的第一端口连接波分复用器2的透射端，环形器3的第三端口连接半导体饱和吸收镜4。本实用新型用调Q型半导体饱和吸收镜4对铒光纤进行调Q，从而实现高峰值功率的皮秒脉冲。

与传统的纳秒激光测距相比，皮秒脉冲激光测距输出的脉宽是皮秒量级，输出的能量为亚毫焦至百毫焦之间，峰值功率可至百兆瓦的数量级，由于峰值功率的提高，皮秒激光测距器比纳秒激光测距仪所测量程将会有一个数量级的提升，由于皮秒脉宽比纳秒脉宽窄，故皮秒脉冲激光器测量的精度更高，数据更准确。另外，由于皮秒脉冲激光器的峰值功率在几兆瓦到几百兆瓦之间不等，在该范围内的功率均未达到激光非线性效应的阈值，因而皮秒脉冲激光可以实现远距离大气传输。因此，本实用新型在测距方面具有良好的应用前景。

在本实用新型中，环形器3保证了环形腔内激光的单向传输，并为半导体吸收镜4搭建了光路，使得光路简单，后期维护方便。

在使用时，首先设置好泵浦源1、半导体饱和吸收镜4、掺饵光纤7、环形器3和偏振控制器5，在该过程中要始终注意元件的准直情况；再打开泵浦源1，调节泵浦源1的功率；再利用外加的功率计，测输出激光的功率，调节各部件，优化激光的输出功率。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims

1.一种用于测距的1.5微米波段皮秒调Q激光器，其特征在于，包括泵浦源、波分复用器、环形器、半导体饱和吸收镜、偏振控制器、耦合器、掺铒光纤；所述波分复用器、所述环形器、所述偏振控制器、所述耦合器、所述掺铒光纤构成环形腔；所述泵浦源连接所述波分复用器的反射端，所述波分复用器的公共端连接所述掺铒光纤的一端，所述掺铒光纤的另一端连接所述耦合器，所述耦合器的一端作为脉冲激光输出端，所述耦合器的另一端连接所述偏振控制器的一端，所述偏振控制器的另一端连接所述环形器的第二端口，所述环形器的第一端口连接所述波分复用器的透射端，所述环形器的第三端口连接所述半导体饱和吸收镜。

2.如权利要求1所述的用于测距的1.5微米波段皮秒调Q激光器，其特征在于：所述泵浦源为半导体激光器。

3.如权利要求1所述的用于测距的1.5微米波段皮秒调Q激光器，其特征在于：所述半导体饱和吸收镜的共振波长为1480纳米-1640纳米。