本发明专利技术涉及中红外激光技术领域，解决了现有技术中存在所采用的中红外被动调Q光纤激光器在输出3μm波段中红外激光光源时，输出的激光光源能量低、输出效率低的技术问题，通过提供一种全光纤化的中红外高能被动调Q光纤激光器，包括：顺序连接的随机激光泵浦源、双包层掺Ho3+ZBLAN光纤、单包层掺Dy3+ZBLAN光纤，所述双包层掺Ho3+ZBLAN光纤前端刻写有第一氟化物光纤光栅，所述单包层掺Dy3+ZBLAN光纤末端刻写有第二氟化物光纤光栅，在所述第一氟化物光纤光栅与所述第二氟化物光纤光栅之间构成谐振腔，进而实现了能够输出高能量和高效率的3μm波段中红外激光的技术效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中红外激光
，尤其涉及一种全光纤化的中红外高能被动调Q光纤激光器。
技术介绍
近年来，在3 μ m波段中红外脉冲激光光源因其在军事、民用以及科研等领域的广泛应用，受到了广大研宄学者的重视。3 μπι波段中红外激光光源不仅可应用于国防中的激光对抗，还可应用于气体传感和环境监测等。相对于连续激光来说，调Q脉冲激光可以在不太高的平均功率下获得较高的峰值功率，因此其应用更为广泛。在各种产生中红外激光的方法中，光纤激光器具有亮度高、峰值功率高、可调谐、激光阈值低、输出光束质量好、转换效率高、以及高“表面积/体积”比、柔韧性与灵活性好、易于集成等显著优点，因此发展高效率地中红外光纤激光器有着重要的科学意义和应用价值。而目前的中红外被动调Q光纤激光器，一般其采用1150nm或793nm的半导体激光泵浦源，需要空间耦合泵浦光，耦合效率不高，稳定性较差。此外，目前的中红外被动调Q光纤激光器中的可饱和吸收介质一般为半导体可饱和吸收镜、石墨烯或晶体等块体材料，可集成度低，不能实现全光纤结构的高功率和高能量的调Q脉冲激光输出，大大地限制了中红外光纤激光器的实际应用。因此，现有技术中存在所采用的中红外被动调Q光纤激光器在输出3 μπι波段中红外激光光源时，输出的激光光源能量低、输出效率低的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例通过提供一种全光纤化的中红外高能被动调Q光纤激光器，解决了现有技术中采用的中红外被动调Q光纤激光器在输出3 μπι波段中红外激光光源时，输出的激光光源能量低、输出效率低的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种全光纤化的中红外高能被动调Q光纤激光器，包括:顺序连接的随机激光泵浦源、双包层掺Ho3+ZBLAN光纤、单包层掺Dy3+ZBLAN光纤，所述双包层掺Ho3+ZBLAN光纤前端刻写有第一氟化物光纤光栅，所述单包层掺Dy3+ZBLAN光纤末端刻写有第二氟化物光纤光栅，在所述第一氟化物光纤光栅与所述第二氟化物光纤光栅之间构成谐振腔；所述随机激光泵浦源产生预设波长的连续泵浦光，所述连续泵浦光通过所述第一氟化物光纤光栅高透后耦合输入到双包层掺Ho3+ZBLAN光纤的内包层中，使得Ho3+离子的能级跃迀对应产生3 μ m波长的跃迀辐射，以实现输出波长为3 μ m的连续激光，所述连续激光输入所述单包层掺Dy3+ZBLAN光纤中，所述第二氟化物光纤光栅用于输出一部分的3 μ m波长的脉冲激光，并将其余的脉冲激光反射回所述谐振腔。进一步地，所述预设波长具体为1150nm的波长。采用本专利技术中的一个或者多个技术方案，具有如下有益效果:由于在全光纤化的中红外高能被动调Q光纤激光器中，采用顺序连接的随机激光泵浦源、双包层掺Ho3+ZBLAN光纤、单包层掺Dy3+ZBLAN光纤，该双包层掺Ho3+ZBLAN光纤前端刻写有第一氟化物光纤光栅，该单包层掺Dy3+ZBLAN光纤末端刻写有第二氟化物光纤光栅，在该第一氟化物光纤光栅与该第二氟化物光纤光栅之间构成该谐振腔，其中该随时激光泵浦源产生预设波长的连续泵浦光，该连续泵浦光通过该第一氟化物光纤光栅高透后耦合输入双包层掺Ho3+ZBLAN光纤的内包层中，使得Ho3+离子的能级跃迀对应产生3 μ m波长的跃迀辐射，以实现输出波长为3 ym的连续激光，该连续激光输入单包层掺Dy3+ZBLAN光纤中，第二氟化物光纤光栅用于输出一部分的3 μ m波长的脉冲激光，并将其余的脉冲激光反射回谐振腔，解决了现有技术中采用的中红外被动调Q光纤激光器在输出3 μπι波段中红外激光光源时，输出激光光源能量低、输出效率低的技术问题，进而实现了能够输出高能量和高效率的3 μπι波段中红外激光的技术效果。【附图说明】图1为本专利技术实施例中全光纤化的中红外高能被动调Q光纤激光器的结构示意图；图2为本专利技术实施例中双包层掺Ho3+ZBLAN光纤中Ho3+的部分能级示意图；图3为本专利技术实施例中单包层掺Dy3+ZBLAN光纤中Dy3+的部分能级示意图。【具体实施方式】本专利技术实施例通过提供一种全光纤化的红外高能被动调Q光纤激光器，解决了现有技术中采用的中红外被动调Q光纤激光器在输出3 μπι波段中红外激光光源时，输出的激光光源能量低、输出效率低的技术问题，进而实现了能够输出高能量和高效率的3 μπι波段中红外激光的效率的技术效果。为了解决上述现有技术中采用的中红外被动调Q光纤激光器在输出3 μπι波段中红外激光光源时，输出激光光源能量低、输出效率低的技术问题，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对本专利技术的技术方案进行详细的说明。本专利技术实施例提供一种全光纤化的中红外高能被动调Q光纤激光器，如图1所示，包括:顺序连接的随机激光泵浦源1、双包层掺Ho3+ZBLAN光纤3以及单包层掺Dy3+ZBLAN光纤4，在该双包层掺Ho3+ZBLAN光纤3前端刻写有第一氟化物光纤光栅2，该单包层掺Dy3+ZBLAN光纤末端刻写有第二氟化物光纤光栅5，其中，该第一氟化物光纤光栅FBGf与该第二氟化物光纤光栅FBG25之间构成谐振腔。在具体的实施方式中，该全光纤化的中红外高能被动调Q光纤激光器的工作过程具体如下:该随机激光泵浦源I产生预设波长的连续泵浦光，该预设波长具体为1150nm的波长，该连续泵浦光通过该第一氟化物光纤光栅FBGf高透后耦合输入双包层掺Ho3+ZBLAN光纤3的内包层中，具体地，该第一氟化物光纤光栅FBGf具有对泵浦光高通的特性，也就是说，该1150nm波长的连续泵浦光能够全部透过该第一氟化物光纤光栅FBGf进入该双包层掺Ho3+ZBLAN光纤3的内包层。如图2所示，在该双包层掺Ho3+ZBLAN光纤3中，当该随机光纤激光泵浦源I泵浦开始时，能够使得位于能级5I8S上的Ho3+离子通过基态吸收被抽运到能级5166上，这个过程由1150nm泵浦光的泵浦作用9下形成，在达到泵浦阈值后形成粒子数反转，从而在能级5166和能级5177之间形成3 μ m的跃迀辐射10，以实现输出波长为3 μ m的连续激光。然后，该连续激光输入该单包层掺Dy3+ZBLAN光纤4中，该第二氟化物光纤光栅FBG25用于输出3 μπι波长的脉冲激光，并将其余的脉冲激光反射回该谐振腔。具体的，如图3所示，连续激光输入该单包层掺Dy3+ZBLAN光纤4中时，使得位于能级6Η15/212上的Dy3+离子通过基态吸收被抽运到能级6Hiv2Il上，这个过程称为吸收过程13，在该随机激光泵浦源I达到饱和泵浦阈值之后，使得透过第二氟化物光纤光栅5输出一部分3 μ m波长的脉冲激光，这个过程产生弛豫过程14，另外，其余的脉冲激光则反射回该谐振腔内。在上述连续激光输入该单包层掺Dy3+ZBLAN光纤中时，由于该单包层掺Dy3+ZBLAN光纤为可饱和吸收介质，能够提高可饱和吸收介质的损伤阈值，从而能够达到稳定输出3 μ m波段高能调Q脉冲激光的目的，而且，由第一氟化物光纤光栅FBGf与第二氟化物光纤光栅FBG25构成的谐振腔中，该第一氟化物光纤光栅FBGf对泵浦光具有高通，对激光具有高反的特性，因此，该第一氟化物光纤光栅FBGf用于构成该谐振腔的高反镜，该第二氟化物光纤光栅FBG25对激光具有低反的特性，因此，该第二氟化物光纤本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全光纤化的中红外高能被动调Q光纤激光器，其特征在于，包括：顺序连接的随机激光泵浦源、双包层掺Ho3+ZBLAN光纤、单包层掺Dy3+ZBLAN光纤，所述双包层掺Ho3+ZBLAN光纤前端刻写有第一氟化物光纤光栅，所述单包层掺Dy3+ZBLAN光纤末端刻写有第二氟化物光纤光栅，在所述第一氟化物光纤光栅与所述第二氟化物光纤光栅之间构成谐振腔；所述随机激光泵浦源产生预设波长的连续泵浦光，所述连续泵浦光通过所述第一氟化物光纤光栅高透后耦合输入到双包层掺Ho3+ZBLAN光纤的内包层中，使得Ho3+离子的能级跃迁对应产生3μm波长的跃迁辐射，以实现输出波长为3μm的连续激光，所述连续激光输入所述单包层掺Dy3+ZBLAN光纤中，所述第二氟化物光纤光栅用于输出一部分的3μm波长的脉冲激光，并将其余的脉冲激光反射回所述谐振腔。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李剑峰，李卓，罗鸿禹，韩恋，刘永，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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