基于978 nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于978nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其特征在于包括線偏振單頻調Q脈沖型978nm全光纖激光器1，準直器2，第一倍頻系統3和第二倍頻系統4，線偏振單頻調Q脈沖型978nm全光纖激光器1的信號端經準直器2將978nm單頻脈沖激光準直輸出，然后經第一倍頻系統3和第二倍頻系統4輸出單頻脈沖型紫外光，本發明在單頻脈沖型全光纖激光器的基礎上，對其輸出的978nm的單頻脈沖光進行兩次倍頻，實現單頻脈沖紫外光的產生，其在分子、原子探測，激光光譜學，激光化學以及生物醫學領域均有重要的應用價值。
【專利說明】基于978 nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種藍光光源，尤其是一種基于978 nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖藍光光源，屬于光纖及激光【技術領域】。
【背景技術】
[0002]調Q激光器是通過在激光腔內插入損耗器件，使其激光振蕩閾值升高，處于低Q值狀態下不能形成激光振蕩。由于泵浦光的存在，激光介質處于粒子數反轉狀態，當損耗器件在瞬間降低損耗時，腔內閾值降低，瞬間處于高Q值狀態，在短時間內達到振蕩閾值，形成激光脈沖輸出。光纖調Q激光器具有能耗低，壽命長，穩定性高，光束質量好，結構緊湊，能量轉換效率高，無需光路調整以及維護等鮮明特點。在通訊，醫學，軍事，材料加工等方面得到廣泛的應用。單頻脈沖光纖激光器，具備脈沖光纖激光器普遍的優點之外，同時還具備相干長度長，單色性好，譜線寬度窄等優點，這些特點使其被廣泛應用于遙感，雷達，測距，光譜學，非線性光學等領域。
[0003]摻鐿光纖激光器產生的978 nm波段的輸出激光是摻鉺光纖放大器的重要泵浦源。另外978 nm激光器經過倍頻產生的489 nm的藍光是海水的窗口波段，在高密度數據存儲、海底通信、大屏幕顯示(需要藍綠光構造全色顯示)、檢測、生命科學、激光醫療等領域有著廣泛的應用價值。目前商業化的固體激光器激光波長主要在近紅外和紅外波段。在固體激光器中欲獲得藍色激光輸出，主要有以下三種方法:(I)利用寬禁帶半導體材料直接制作藍光波段的半導體激光器；(2)利用非線性頻率變換技術對固體激光進行倍頻；(3)利用上轉換技術在摻稀土的晶體、玻璃或光纖中實現藍激光輸出。對于可見波段的半導體激光二極管(LD)，藍光LD的研制需要昂貴的設備和襯底材料，同時LD的光束質量不盡人意，在許多應用領域受到了限制。由LD泵浦的倍頻固體激光器，需要非線性晶體材料進行頻率轉換，雖然光束質量很好，輸出功率也很高，但系統較復雜。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種基于978 nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其在單頻脈沖型全光纖激光器的基礎上，對其輸出的978 nm的單頻脈沖光進行兩次倍頻，實現單頻脈沖紫外光的產生。
[0005]本發明是通過以下技術方案加以實現的。
[0006]一種基于978 nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其特征在于包括線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器1，準直器2，第一倍頻系統3和第二倍頻系統4，線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器I的信號端經準直器2將978nm單頻脈沖激光準直輸出，然后經第一倍頻系統3和第二倍頻系統4輸出單頻脈沖型紫外光。
[0007]本發明所述的線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器，包括915 nm半導體泵浦激光器11，它的輸出尾纖與泵浦保護器12的一端相連，泵浦保護器12的另一端與915/978nm光纖波分復用器13的泵浦輸入端口焊接在一起，915/978nm光纖波分復用器13的輸出光纖端口連接高反射率光纖布拉格光柵14,高反射率光纖布拉格光柵14的另一端與摻鐿光纖15焊接在一起，摻鐿光纖15的另一端則與寫制于保偏光纖上的低反射率光纖布拉格光柵16焊接在一起形成諧振腔，壓電元件17在調制信號驅動電路18的驅動下周期性地按壓腔內增益光纖以調制光的偏振方向，915/978nm光纖波分復用器19的一端與低反射率光纖布拉格光柵16相連將輸出激光與未被利用的泵浦光分開，915/978nm光纖波分復用器19的另一端的信號端引導激光輸出。
[0008]本發明所述的準直器2與915/978nm波分復用器19的信號端相連，將978nm單頻脈沖激光準直輸出。
[0009]本發明所述的第一倍頻系統3包括A 2波片31、聚焦透鏡32、非線性晶體33、二色鏡34，2波片31、聚焦透鏡32、非線性晶體33和二色鏡34依次相連，.(2波片31調節978nm激光的線偏振方向，聚焦透鏡32將978 nm線偏振單頻脈沖激光聚焦并通過非線性晶體33 二次諧波效應將978 nm線偏振單頻脈沖型激光倍頻，再經二色鏡34將978 nm激光與489 nm藍光分開輸出一次倍頻光。
[0010]本發明所述的第二倍頻系統4包括準直透鏡41、L 2波片42、聚焦透鏡43、非線性晶體44、二色鏡45，準直透鏡41、/.2波片42、聚焦透鏡43、非線性晶體44和二色鏡45依次相連，準直透鏡41將一次倍頻光(489nm藍光)進行準直，)/1波片42調節489nm激光的線偏振方向，準直后的489nm激光經聚焦透鏡43并通過非線性晶體44 二次諧波效應將489nm藍光再次倍頻，二色鏡45將剩余藍光與輸出波長為244.5 nm的單頻脈沖紫外激光分開，輸出輸出單頻脈沖型紫外光。
[0011]本發明所述的915 nm半導體泵浦激光器11為帶尾纖的半導體激光器，工作波長為 915 nm。
[0012]本發有所述的線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器I中的激光腔Q值與腔內光的偏振方向有關，用壓電元件周期性按壓腔內光纖改變光的偏振方向，周期性調制光纖激光腔的Q值。
[0013]所述的線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器I中，輸出激光為單頻激光，單頻激光的輸出是通過控制激光腔腔長以及光纖光柵的反射譜帶寬實現的。
[0014]本發明在單頻脈沖型全光纖激光器的基礎上，對其輸出的978 nm的單頻脈沖光進行兩次倍頻，實現單頻脈沖紫外光的產生，其在分子、原子探測，激光光譜學，激光化學以及生物醫學領域均有重要的應用價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的一種結構框圖。
[0016]圖中標記:線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器1，準直器2，第一倍頻系統3，第二倍頻系統4 ;915 nm半導體泵浦激光器11，泵浦保護器12，915/978nm光纖波分復用器13,高反射率光纖布拉格光柵14,摻鐿光纖15,寫制于保偏光纖上的低反射率光纖布拉格光柵16,壓電兀件17,調制信號驅動電路18,915/978nm光纖波分復用器波分復用器19 ； /.2波片31，聚焦透鏡32，非線性晶體33，二色鏡34 ;準直透鏡41, Λ 2波片42，聚焦透 鏡43，非線性晶體44，二色鏡45。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明作進一步的描述:
如圖1所示，一種基于978 nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其特征在于包括線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器1，準直器2，第一倍頻系統3和第二倍頻系統4。
[0018]所述的線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器，包括915 nm半導體泵浦激光器11，它的輸出尾纖與泵浦保護器12的一端相連，泵浦保護器12的另一端與915/978nm光纖波分復用器13的泵浦輸入端口焊接在一起，波分復用器13的輸出光纖端口連接高反射率光纖布拉格光柵14,光柵14的另一端與摻鐿光纖15焊接在一起,光纖15的另一端則與寫制于保偏光纖上的低反射率光纖布拉格光柵16焊接在一起形成諧振腔，壓電兀件17在調制信號驅動電路18的驅動下周期性地按壓腔內增益光纖以調制光的偏振方向。915/978nm波分復用器19的一端與低反射率光纖布拉格光柵16相連將輸出激光與未被利用的泵浦光分開，另一端的的信號端引導激光輸出。
[0019]所述的準直器2與915/978nm波分復用器19的信號端相連，將978nm單頻脈沖激
光準直輸出。
[0020]所述的第一倍頻系統3包括A 2波片31可以調節978nm激光的線偏振方向，聚焦透鏡32將978 nm線偏振單頻脈沖激光聚焦并通過非線性晶體33，非線性晶體33通過二次諧波效應將978 nm線偏振單頻脈沖型激光倍頻，再經二色鏡34將978 nm激光與489 nm藍光分開。
[0021]所述的第二倍頻系統4包括準直透鏡41將一次倍頻光(489nm藍光)進行準直，/- C波片42可以調節489nm激光的線偏振方向，準直后的489nm激光經聚焦透鏡43通過非線性晶體44，非線性晶體44通過二次諧波效應將489nm藍光再次倍頻，二色鏡45將剩余藍光與輸出波長為244.5 nm的單頻脈沖紫外激光分開。
[0022]所述的非線性晶體33和非線性晶體44可以是BIBO晶體，或是LBO晶體，或是BBO晶體。
【權利要求】
1.一種基于978 nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其特征在于包括線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器，準直器，第一倍頻系統和第二倍頻系統，線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器的信號端經準直器將978nm單頻脈沖激光準直輸出，然后經第一倍頻系統和第二倍頻系統輸出單頻脈沖型紫外光。
2.根據權利要求1一種基于978 nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其特征在于線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器，包括915 nm半導體泵浦激光器，它的輸出尾纖與泵浦保護器的一端相連，泵浦保護器的另一端與915/978nm光纖波分復用器的泵浦輸入端口焊接在一起，915/978nm光纖波分復用器的輸出光纖端口連接高反射率光纖布拉格光柵，高反射率光纖布拉格光柵的另一端與摻鐿光纖焊接在一起，摻鐿光纖的另一端則與寫制于保偏光纖上的低反射率光纖布拉格光柵焊接在一起形成諧振腔，壓電元件在調制信號驅動電路的驅動下周期性地按壓腔內增益光纖以調制光的偏振方向，915/978nm光纖波分復用器的一端與低反射率光纖布拉格光柵相連將輸出激光與未被利用的泵浦光分開，915/978nm光纖波分復用器的另一端的信號端引導激光輸出。
3.根據權利要求1所述的一種基于978nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其特征在于準直器與915/978nm波分復用器的信號端相連，將978nm單頻脈沖激光準直輸出。
4.根據權利要求1所述的一種基于978nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其特征在于第一倍頻系統包括a 2波片、聚焦透鏡、非線性晶體、二色鏡，λ 2波片、聚焦透鏡、非線性晶體和二色鏡，λ'2波片調節978nm激光的線偏振方向，聚焦透鏡將978nm線偏振單頻脈沖激光聚焦并通過非線性晶體，通過二次諧波效應將978 nm線偏振單頻脈沖型激光倍頻，再經二色鏡將978 nm激光與489 nm藍光分開輸出489nm倍頻光。
5.根據權利要求1所述的一種基于978nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其特征在于第二倍頻系統包括準直透鏡、/-]波片、聚焦透鏡、非線性晶體、二色鏡，準直透鏡、2波片、聚焦透鏡、非線性晶體和二色鏡，準直透鏡將一次倍頻光進行準直，A 2波片調節489nm激光的線偏`振方向，準直后的489nm激光經聚焦透鏡并通過非線性晶體二次諧波效應將489nm藍光再次倍頻，二色鏡將剩余藍光與輸出波長為244.5 nm的單頻脈沖紫外激光分開，輸出單頻脈沖型紫外光。
6.根據權利要求1所述的一種基于978nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其特征在于線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器中915 nm半導體泵浦激光器為帶尾纖的半導體激光器，工作波長為915 nm。
7.根據權利要求1所述的一種基于978nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其特征在于線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器中的激光腔Q值與腔內光的偏振方向有關，用壓電元件周期性按壓腔內光纖改變光的偏振方向，周期性調制光纖激光腔的Q值。
8.根據權利要求1所述的一種基于978nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源，其特點在于，所述的線偏振單頻調Q脈沖型978 nm全光纖激光器中，輸出激光為單頻激光，單頻激光的輸出是通過控制激光腔腔長以及光纖光柵的反射譜帶寬實現的。
9.根據權利要求1所述的一種基于978 nm單頻脈沖光纖激光的新型單頻脈沖型紫外光源其特征在于非線性 晶體和非線性晶體是BIBO晶體或是LBO晶體或是BBO晶體。
【文檔編號】H01S3/109GK103532000SQ201310472091
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】史偉, 房強, 田雪蘋 申請人:山東海富光子科技股份有限公司