一種物聯網用320nm、660nm、1500nm三波長光纖輸出激光器的制造方法
【專利摘要】一種物聯網用320nm、660nm、1500nm三波長光纖輸出激光器，設置四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔，在1500nm激光輸出光纖尾段設置1500nm分束光纖圈，分束一路1500nm激光輸出，在660nm激光輸出光纖尾段設置660nm分束光纖圈，分束一路660nm輸出，信號光320nm、閑頻光1500nm、泵浦光I1064nm與泵浦光II660nm進入320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔，發生四波混頻效應，產生信號光320nm輸出，最后輸出320nm、660nm、1500nm三波長光纖激光輸出。
【專利說明】—種物聯網用320nm、660nm、1500nm三波長光纖輸出激光器
[0001]技術領域:激光器與應用技術領域。
技術背景:
[0002]320nm、660nm、1500nm三波長激光，是用于物聯網用光譜檢測、激光源、物化分析等應用的激光，它可作為物聯網用光纖傳320nm、660nm、1500nm三波長感器的分析檢測等應用光源，它還用于物聯網用光通訊等激光與光電子領域；光纖激光器作為第三代激光技術的代表，具有玻璃光纖制造成本低與光纖的可饒性、玻璃材料具有極低的體積面積比，散熱快、損耗低與轉換效率較高等優點，應用范圍不斷擴大。

【發明內容】

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[0003]一種物聯網用320nm、660nm、1500nm三波長光纖輸出激光器，設置四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔，在1500nm激光輸出光纖尾段設置1500nm分束光纖圈，分束一路1500nm激光輸出，在660nm激光輸出光纖尾段設置660nm分束光纖圈，分束一路660nm輸出，信號光320nm、閑頻光1500nm、泵浦光I1064nm與泵浦光II 660nm進入320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔，發生四波混頻效應，產生信號光320nm輸出，最后輸出320nm、660nm、1500nm三波長光纖激光輸出。
[0004]方案一、320nmmmm四波長光纖激光器結構。
[0005]設置信號光320nm、閑頻光1500nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 660nm發生四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔38的結構，從其輸入端依次設置三波長輸入鏡39、320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光晶體40、320nm輸出鏡41、320nm聚焦耦合輸出鏡42，320nm聚焦耦合輸出鏡42耦合接入320nm輸出光纖43。
[0006]方案二、分別設置1500nm、660nm激光分束光纖圈
[0007]在1500nm激光輸出光纖尾段設置1500nm分束光纖圈，分束一路1500nm激光輸出，在660nm激光輸出光纖尾段設置660nm分束光纖圈，分束一路660nm輸出。
[0008]方案三、設置1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔
[0009]設置1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔，從其輸入端起依次設置:三級光纖輸入鏡、1064nm參量振蕩基頻激光晶體、參量振蕩輸入鏡、1500nm周期極化鈮酸鋰激光晶體、1500nm輸出鏡、與輸出端的1500nm聚焦耦合輸出鏡，由此構成1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔.
[0010]方案四、設置660nm激光諧振腔
[0011]設置660nm激光諧振腔,從其輸入端起依次設置:二級輸入鏡、660nm基頻激光晶體、660nm倍頻晶體、660nm輸出鏡21與輸出端的660nm聚焦I禹合輸出鏡，由此構成660nm
激光諧振腔。
[0012]方案五、設置1064nm諧振腔
[0013]設置1064nm諧振腔，設置1064nm諧振腔，從其輸入端起依次設置:一級輸入鏡、1064nm激光晶體、1064nm輸出鏡11與輸出端的1064nm聚焦耦合輸出鏡，由此構成1064nm
諧振腔。
[0014]方案六、設置三級光纖結構
[0015]設置三級光纖結構，三級光纖結構由一級光纖圈、二級光纖圈與三級光纖圈連接一體而成，一級光纖圈通過808nm泵浦耦合器連接在半導體模塊上，半導體模塊由半導體模塊電源供電，上述全部光學元件都安裝在光學軌道及光機具上，在光學軌道及光機具上設置風扇3。
[0016]方案七、工作過程
[0017]半導體模塊電源供電給半導體模塊供電，半導體模塊發射808nm激光經808nm泵浦耦合器耦合進入一級光纖圈，從而進入三級光纖結構的二級光纖圈與三級光纖圈，808nm激光在三級光纖結構中得到增益，從由三級光纖圈引出三級光纖輸出端，輸入808nm激光進入1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔，經1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔的1064nm參量振蕩基頻激光晶體生成的1064nm激光去泵浦光學參量振蕩生成1500nm激光，經1500nm輸出鏡進入倍頻輸出1500nm激光，經1500nm聚焦耦合輸出鏡輸出，由此構成1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔.，經1500nm聚焦耦合輸出鏡耦合到1500nm輸出光纖中，由其輸入1500nm激光到三波長參量f禹合器中；從由二級光纖圈引出二級光纖輸出端，輸入808nm激光進入660nm激光諧振腔,經660nm激光諧振腔的1319nm基頻激光晶體生成1319nm基頻經660nm倍頻晶體發生倍頻輸出660nm激光,經660nm聚焦I禹合輸出鏡I禹合到660nm輸出光纖中，由其輸入660nm激光到三波長參量f禹合器中；從由一級光纖圈引出一級光纖輸出端，輸入808nm激光進入1064nm諧振腔，1064nm諧振腔生成1064nm基頻激光，經1064nm聚焦耦合輸出鏡耦合到1064nm輸出光纖中，由其輸入1064nm激光到三波長參量稱合器中；從而，1500nm激光、1064nm激光與660nm激光經三波長參量稱合器稱合進入320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔，信號光320nm、閑頻光1500nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 660nm發生四波混頻效應，使信號光320nm發生、增益，信號光320nm經320nm聚焦I禹合輸出鏡I禹合到320nm輸出光纖,輸出320nm激光輸出，在1500nm激光輸出光纖尾段設置1500nm分束光纖圈，分束一路1500nm激光輸出，在660nm激光輸出光纖尾段設置660nm分束光纖圈，分束一路660nm輸出，最后輸出320nm、660nm、1500nm三波長光纖激光輸出。
[0018]本發明的核心內容:
[0019]一種物聯網用320nm、660nm、1500nm三波長光纖輸出激光器，在1500nm激光輸出光纖尾段設置1500nm分束光纖圈，分束一路1500nm激光輸出，在660nm激光輸出光纖尾段設置660nm分束光纖圈，分束一路660nm輸出，設置信號光320nm、閑頻光1500nm、泵浦光I1064nm與泵浦光II 660nm發生四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔的結構，四波混頻生成320nm光纖激光輸出，構成320nm、660nm、1500nm三波長光纖輸出激光器結構。
[0020]1500nm分束光纖圈，分束一路1500nm激光輸出，660nm分束光纖圈，分束一路660nm輸出，信號光320nm、閑頻光1500nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II660nm進入320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔，發生四波混頻效應，生成信號光320nm激光輸出，形成320nm、660nm、1500nm三波長光纖激光輸出。【附圖說明】:
[0021]附圖為本專利的結構圖，附圖其中為:1、光學軌道及光機具，2、半導體模塊，3、風扇，4、808nm泵浦稱合器,5、半導體模塊電源,6、一級光纖圈,7、一級光纖輸出端,8、一級光纖稱合器，9、一級輸入鏡，10、1064nm激光晶體，ll、1064nm輸出鏡，12、聚焦f禹合輸出鏡，13、1064nm輸出光纖，14、1064nm諧振腔，15、二級光纖圈，16、二級光纖輸出端，17、二級光纖皁禹合器，18、660nm聚焦f禹合輸出鏡，19、660nm輸出光纖,20、660nm倍頻晶體,21、660nm輸出鏡，22、660nm基頻激光晶體，23、二級輸入鏡，24、660nm激光諧振腔，25、三級光纖圈，26、1500nm輸出光纖，27、1500nm聚焦耦合輸出鏡，28、1500nm輸出鏡，29、1500nm周期極化鈮酸鋰激光晶體，30、參量振蕩輸入鏡，31、1064nm參量振蕩基頻激光晶體，32、三級光纖輸入鏡，33、三波長參量耦合器，34、三級光纖耦合器，35、1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔，36、三級光纖輸出端，37、三波長參量耦合傳輸光纖，38、320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔，39、三波長輸入鏡，40、320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光晶體，41、320nm輸出鏡，42、320nm聚焦耦合輸出鏡，43、320nm輸出光纖，44、320nm激光輸出，45、1500nm輸出光纖，46、1500nm分束光纖圈，47、660nm輸出光纖,48、660nm分束光纖圈，49、三級光纖結構。
【具體實施方式】
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[0022]設置320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔38，設置1500nm分束光纖圈46，設置設置660nm分束光纖圈48，設置信號光320nm、閑頻光1500nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 660nm發生四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔38的結構，在320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔38輸出端設置320nm聚焦耦合輸出鏡42耦合接入320nm輸出光纖43，在1500nm激光輸出光纖26尾段設置1500nm分束光纖圈46，分束一路1500nm激光輸出，在660nm激光輸出光纖19尾段設置660nm分束光纖圈48,分束一路660nm輸出，閑頻光1500nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 660nm與來源于三波長參量稱合傳輸光纖37,三波長參量稱合傳輸光纖37的前面設置三波長參量稱合器33,將1064nm輸出光纖13、660nm輸出光纖19與1500nm輸出光纖26耦合接入三波長參量耦合器33，設置1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35，1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35通過其輸出端的1500nm聚焦耦合輸出鏡27接入到1500nm輸出光纖26中，1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35的輸入端通過三級光纖耦合器34接在三級光纖輸出端36上，三級光纖輸出端36由三級光纖結構49的三級光纖圈25引出；設置信號光320nm四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔38的結構，從其輸入端依次設置三波長輸入鏡39、320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光晶體40、320nm輸出鏡41、320nm聚焦耦合輸出鏡42，320nm聚焦皁禹合輸出鏡42 I禹合接入320nm輸出光纖43,設置660nm激光諧振腔24,660nm激光諧振腔24通過其輸出端的660nm聚焦耦合輸出鏡18接入到660nm輸出光纖19中，660nm激光諧振腔24通過其輸入端的二級光纖I禹合器17接在二級光纖輸出端16上,二級光纖輸出端16從三級光纖結構49的二級光纖圈15上引出；設置1064nm諧振腔14，1064nm諧振腔14的輸出端通過1064nm聚焦f禹合輸出鏡12接入到1064nm輸出光纖13中，1064nm諧振腔14通過其輸入端的一級光纖耦合器8接在一級光纖輸出端7上，一級光纖輸出端7由三級光纖結構49的一級光纖圈6引出；設置1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35，從其輸入端起依次設置:三級光纖輸入鏡32、1064nm參量振蕩基頻激光晶體31、參量振蕩輸入鏡30、1500nm周期極化鈮酸鋰激光晶體29、1500nm輸出鏡28、輸出端的1500nm聚焦耦合輸出鏡27，由此構成1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35 ;設置660nm激光諧振腔24，從其輸入端起依次設置:二級輸入鏡23、1319nm基頻激光晶體22、1319nm輸出鏡21、660nm倍頻晶體20與輸出端的660nm聚焦耦合輸出鏡18，由此構成660nm激光諧振腔24 ；設置1064nm諧振腔14,從其輸入端起依次設置:一級輸入鏡9、1064nm激光晶體10、1064nm輸出鏡11與輸出端的1064nm聚焦耦合輸出鏡12，由此構成1064nm諧振腔14，設置三級光纖結構49,三級光纖結構49由一級光纖圈6、二級光纖圈15與三級光纖圈25連接一體而成，一級光纖圈6通過808nm泵浦耦合器4連接在半導體模塊2上，半導體模塊2由半導體模塊電源5供電，上述全部光學元件都安裝在光學軌道及光機具I上，在光學軌道及光機具
I上設置風扇3,總體構成320nm、660nm、1500nm三波長光纖輸出激光器結構。
[0023]工作過程:
[0024]半導體模塊電源5供電給半導體模塊2供電，半導體模塊2發射808nm激光經808nm泵浦稱合器4稱合進入一級光纖圈6,從而進入三級光纖結構49的二級光纖圈15與三級光纖圈25，808nm激光在三級光纖結構49中得到增益，從由三級光纖圈25引出三級光纖輸出端36,輸入808nm激光進入1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35,經1500nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35的1064nm參量振蕩基頻激光晶體31生成的1064nm激光去泵浦光學參量振蕩生成1500nm激光，經倍頻輸出1500nm激光，經1500nm聚焦耦合輸出鏡27耦合到1500nm輸出光纖26中，由其輸入1500nm激光到三波長參量耦合器33中；從由二級光纖圈15引出二級光纖輸出端16,輸入808nm激光進入660nm激光諧振腔24，經660nm激光諧振腔24的1319nm基頻激光晶體22生成1319nm基頻經660nm倍頻晶體20發生倍頻輸出660nm激光，經660nm聚焦耦合輸出鏡18耦合到660nm輸出光纖19中，由其輸入660nm激光到三波長參量f禹合器33中；從由一級光纖圈6引出一級光纖輸出端7，輸入808nm激光進入1064nm諧振腔14,1064nm諧振腔14生成1064nm基頻激光,經1064nm聚焦耦合輸出鏡12耦合到1064nm輸出光纖13中，由其輸入1064nm激光到三波長參量稱合器33中;從而，1500nm激光、1064nm激光與660nm激光經三波長參量稱合器33 f禹合進入320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔38，信號光320nm、閑頻光1500nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 660nm發生四波混頻效應，使信號光320nm發生、增益，信號光320nm經320nm聚焦耦合輸出鏡42與320nm輸出光纖43輸出320nm激光輸出44，在1500nm激光輸出光纖27尾段設置1500nm分束光纖圈46，分束一路1500nm激光輸出，在1064nm激光輸出光纖13尾段設置分束一路1064nm激光輸出，在660nm激光輸出光纖19尾段設置660nm分束光纖圈48,分束一路660nm輸出。
【主權項】
1.一種物聯網用32011111、66011111、150011111三波長光纖輸出激光器，其特征為，在150011111激光輸出光纖尾段設置1500nm分束光纖圈,分束一路1500nm激光輸出，在660nm激光輸出光纖尾段設置660nm分束光纖圈，分束一路660nm輸出，設置信號光320nm、閑頻光1500nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 660nm發生四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔的結構，四波混頻生成320nm光纖激光輸出，構成320nm、660nm、1500nm三波長光纖輸出激光器結構。2.根據權利要求1所述的一種物聯網用320nm、660nm、1500nm三波長光纖輸出激光器，其特征為，1500nm分束光纖圈，分束一路1500nm激光輸出，660nm分束光纖圈，分束一路660nm輸出，信號光320nm、閑頻光1500nm、泵浦光I1064nm與泵浦光II 660nm進入320nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔，發生四波混頻效應，生成信號光320nm激光輸出，形成320nm、660nm、1500nm三波長光纖激光輸出。
【文檔編號】H01S3/067GK105896280SQ201410530727
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年10月9日
【發明人】王濤, 張浩源, 王天澤
【申請人】無錫明尼電子科技有限公司