一种拉曼泵浦源组件制造技术

本实用新型专利技术涉及光学检测仪器领域，公开了一种拉曼泵浦源组件，包括依光路设置的半导体激光器、耦合结构和光纤，其特征在于：所述光纤的纤芯横截面为矩形结构；所述半导体激光器发送的激光经耦合结构耦合到光纤矩形结构的纤芯内，并经该光纤另一端输出进行拉曼泵浦。采用具有矩形结构纤芯的光纤对拉曼泵浦光进行耦合和传输，不仅保持半导体激光一个方向单横模，一个方向多横模的特点，而且使聚焦点具有更高的功率密度，可有效提高拉曼光转换效率，增强拉曼光谱强度，提高探测精度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及光学检测仪器领域，公开了一种拉曼泵浦源组件，包括依光路设置的半导体激光器、耦合结构和光纤，其特征在于：所述光纤的纤芯横截面为矩形结构；所述半导体激光器发送的激光经耦合结构耦合到光纤矩形结构的纤芯内，并经该光纤另一端输出进行拉曼泵浦。采用具有矩形结构纤芯的光纤对拉曼泵浦光进行耦合和传输，不仅保持半导体激光一个方向单横模，一个方向多横模的特点，而且使聚焦点具有更高的功率密度，可有效提高拉曼光转换效率，增强拉曼光谱强度，提高探测精度。【专利说明】一种拉曼泵浦源组件
本技术涉及光学检测仪器领域，尤其涉及一种拉曼泵浦源组件。
技术介绍
拉曼光谱是由C.V拉曼于1928年实验发现，即光通过透明介质被分子散射，光发生频率变化的现象。在透明介质的散射光谱中，频率与入射光谱相同的成分称之为瑞丽散射，频率对称分布在原频率两侧的即为拉曼散射。瑞丽散射的强度只有入射光强的10-3，拉曼光谱强度大约只有瑞丽散射的10-3。其中小拉曼光谱和分子的转动能级有关，大拉曼光谱和分子振动能级-转动能级有关。与分子红外光谱不同极性分子和非极性分子都能产生拉曼光谱。激光的出现给人们提供了高强度的优质光源，有力的推动了拉曼散射的研究和应用。拉曼光谱的应用范围遍及化学、生物学、物理学以及医学等诸多的领域，对定性、定量分析以及测定分子的结构都有很广泛的应用。我们知道拉曼光谱的强度与激发光场电场E成平方的关系，因此如果我们想要得到比较大的拉曼光谱的强度，我们需要比较强的泵浦光的强度，为此我们可以使用高功率的激光器，如Nd:YV04、染色体激光器以及Ar离子激光器等，但是这些激光器的价格贵、维护复杂成本高等等，都在一定程度上面限制了其应用。随着半导体激光器技术的发展，其输出功率已经达到W级别或者更高。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种拉曼泵浦源组件，具有更高的功率密度，可有效提高拉曼光转换效率，增强拉曼光谱强度，提高探测精度。为达到上述目的，本技术提供的技术方案为:一种拉曼泵浦源组件，包括依光路设置的半导体激光器、耦合结构和光纤，其特征在于:所述光纤的纤芯横截面为矩形结构；所述半导体激光器发送的激光经耦合结构耦合到光纤矩形结构的纤芯内，并经该光纤另一端输出进行拉曼泵浦。进一步的，所述耦合结构包括依光路设置的柱透镜和凸透镜。进一步的，所述耦合结构包括依光路设置的柱透镜、PBS (偏振分光棱镜)和凸透镜；所述PBS包括第一平面和第二平面；第一平面与激光传播方向垂直，第二平面与第一平面具有135°夹角；所述第一平面的高度小于激光光斑的高度，其上设有一半波片；所述激光经柱透镜准直之后，入射到该PBS时，一部分光直接由第二平面反射输出，并经凸透镜耦合到所述光纤的矩形结构纤芯内，另一部分光经半波片后偏振方向旋转了 90°，直接透射过第一平面，进而直接透射过该PBS，实现了一个方向上光斑的压缩。进一步的，所述第一平面和半波片的高度为激光光斑高度的一半。进一步的，所述半导体激光器发光端面为矩形结构，其发射的激光为多横模激光。进一步的，多横模激光为一个方向单横模一个方向多横模。本技术的有益效果为:本技术采用具有矩形结构纤芯的光纤对拉曼泵浦光进行耦合和传输，不仅保持半导体激光一个方向单横模，一个方向多横模的特点，而且使聚焦点具有更高的功率密度，可有效提高拉曼光转换效率，增强拉曼光谱强度，提高探测精度。【专利附图】【附图说明】图1为本技术拉曼泵浦源组件实施例一结构示意图；图2为本技术拉曼泵浦源组件实施例二结构示意图；图3为本技术采用的光纤端面结构示意图。附图标示:10、半导体激光器；20、耦合结构；21、柱透镜；22、凸透镜；23、PBS ；231、第一平面；232、第二平面；233、第三平面；24、半波片；30、光纤；31、纤芯。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】，对本技术做进一步说明。本技术采用具有矩形结构纤芯的光纤对拉曼泵浦光进行耦合和传输，不仅保持半导体激光一个方向单横模，一个方向多横模的特点，而且使聚焦点具有更高的功率密度，可有效提高拉曼光转换效率，增强拉曼光谱强度，提高探测精度。具体的，该拉曼泵浦源组件，包括依光路设置的半导体激光器、耦合结构和光纤。其中，光纤的纤芯横截面为矩形结构；半导体激光器发送的激光经耦合结构耦合到光纤矩形结构的纤芯内，并经该光纤另一端输出进行拉曼泵浦。如图1所示实施例一，该实施例中，耦合结构2包括依光路设置的柱透镜21和凸透镜22。半导体激光器10发光端面为矩形结构，其发射的激光为多横模激光，或者一个方向单横模一个方向多横模。假设半导体激光器10的发光端面尺寸为200 X 10 μ m2,两个方向的发散角分别为20°和40°，相应采用的光纤30的矩形结构纤芯31的尺寸也为200X10 μ m2，如图3所示。半导体激光器10出射的激光经过柱透镜21整形之后，其小尺寸方向的发散角40°被压缩为20°，之后再经凸透镜22耦合进入光纤30的矩形结构纤芯31内，并经该具有矩形结构纤芯31的光纤30另一端输出进行拉曼泵浦。通过采用该具有矩形结构纤芯31的光纤30耦合传输输出的多横模激光，不仅可保持半导体激光一个方向单横模，一个方向多横模的特点，而且使聚焦点具有更高的功率密度，可有效提高拉曼光转换效率，增强拉曼光谱强度，提高探测精度；而且结构简单，易于实现。如图2所示的实施例二，与实施例一不同的是，该实施例的耦合结构20包括依光路设置的柱透镜21、PBS 23和凸透镜22，可对半导体激光器10发射的激光进行尺寸压缩之后，再耦合到光纤30的矩形结构纤芯31内。其中，PBS 23包括第一平面231、第二平面232和第三平面233 ;第一平面231与激光传播方向垂直，第二平面231与第一平面231具有135°夹角；第三平面233与第二平面232平行；所述第一平面231的高度小于激光光斑的高度，其上设有一半波片24。半导体激光器10发射的激光经柱透镜21准直之后，入射到该PBS 23时，一部分光直接由第二平面232反射输出，并经凸透镜22耦合到光纤30的矩形结构纤芯31内，另一部分光经半波片24后偏振方向旋转了 90°，直接透射过第一平面231，入射到第三平面233，由于偏转方向旋转了 90°，该部分光将直接透射过第三平面233，仅有直接被第二平面232反射的光耦合到光纤30内，实现了一个方向上光斑的压缩。优选的，PBS 23的第一平面231和半波片24的高度为激光光斑高度的一半，则当半导体激光器10发光端面尺寸为200 X 10 μ m2时，，可将该光斑尺寸压缩至100 X 10 μ m2，之后再经凸透镜22耦合到光纤30的矩形结构纤芯31内，此时光纤30的纤芯31尺寸只需要100X 10 μ m2即可。与传统的圆形纤芯光纤相比，其功率密度提高了(3.14X 1002/4)/ (100X 10)=7.85倍。本技术采用的矩形结构纤芯的光纤克服了传统光纤用来耦合半导体激光器出光的种种不足，获得了比较理想的耦合效率，并且一定程度上扩展了半导体激光器在医学、探测学等各方面的应用。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本技术，但所属领域的技术人员应该明白本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拉曼泵浦源组件，包括依光路设置的半导体激光器、耦合结构和光纤，其特征在于：所述光纤的纤芯横截面为矩形结构；所述半导体激光器发送的激光经耦合结构耦合到光纤矩形结构的纤芯内，并经该光纤另一端输出进行拉曼泵浦。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴砺，张猛，李俊梅，林志强，刘鸿飞，
申请(专利权)人：福州高意通讯有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35