具有往返结构的脉冲光纤激光器制造技术

本发明专利技术适用于光纤激光器技术领域，提供了一种具有往返结构的脉冲光纤激光器，包括电路模组和光路模组，所述光路模组包括用于预放大级的第一光纤放大器和用于主功率放大级的第二光纤放大器，所述预放大级和所述主功率放大级共用同一多模半导体激光器；所述第一光纤放大器还包括一往返机构，信号光往返两次经过所述往返机构进行预放大。借此，本发明专利技术使得在1064nm脉冲光纤激光器实现亚纳秒级、窄脉宽、高信噪比、高功率、小体积的效果，提高在传感测绘方面的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤激光器
，尤其涉及一种具有往返结构的脉冲光纤激光器。
技术介绍
大气中的气体分子和悬浮粒子是光的主要吸收体，气体分子主要是水蒸气、二氧化碳和臭氧分子的吸收，其他分子的吸收在大多数的激光应用中可以忽略。可见光波段激光和1.06um、1.54um、1.57um波长光的大气吸收衰减最小。而镱离子本身能级结构简单不会出现掺铒光纤常见的浓度淬灭现象，所以1.06um光纤激光器功率制约更小。1.06um光纤激光器凭借其栗浦阈值功率低、转换效率高、结构紧凑、散热好、结构紧凑，成为当前激光领域的研究热点。凭借其以上特点该波段激光被广泛应用于激光雷达、激光测距、3D扫描等领域。在探测传感应用方面窄脉宽激光可以有效提高系统的探测精度，目前声光和电光调Q掺镱1064nm脉冲光纤激光器的脉宽都在几十纳秒水平很难继续把脉宽压窄，MOPA (MasterOscillator Power-Amplif ier，主振荡功率放大)结构的1064nm脉冲光纤激光器可以实现几纳秒甚至亚纳秒的脉冲宽度，但亚纳秒的脉冲宽度时种子源功率水平为几百nw至几uw，如何在保证较高信噪比的同时实现如此微弱信号的放大是限制窄脉宽激光器发展的关键问题。此外激光雷达、3D测绘等探测领域都希望能在不影响激光功率的同时进一步缩小激光器体积实现更高的集成度。普通窄脉宽1064nm的MOPA结构脉冲光纤激光器一般都是采用两级放大，需要两个多模栗浦源，这种结构两级放大都需要独立的电路驱动，在电路方面就无法达到足够的小型化。也有窄脉宽1064nm信号光直接经过一级放大的方案，但这种方案的信噪比较低，输出功率也明显低于前一种两级放大方式。综上可知，现有的激光器，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
技术实现思路
针对上述的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种具有往返结构的脉冲光纤激光器，实现亚纳秒级、窄脉宽、高信噪比、高功率、小体积，提高1064nm脉冲光纤激光器在传感测绘方面的应用价值。为了实现上述目的，本专利技术提供一种具有往返结构的脉冲光纤激光器，包括电路模组和光路模组，所述光路模组包括用于预放大级的第一光纤放大器和用于主功率放大级的第二光纤放大器，所述预放大级和所述主功率放大级共用同一多模半导体激光器；所述第一光纤放大器还包括一往返机构，信号光往返两次经过所述往返机构进行预放大；根据本专利技术所述脉冲光纤激光器，所述往返机构包括三端口环形器、第一合束器、第一增益光纤和窄带反射镜，且在所述单模半导体激光器后接所述三端口环形器，依次连接所述第一合束器、所述第一增益光纤和所述窄带反射镜，所述信号光经过所述第一增益光纤进行预放大，所述窄带反射镜将噪声滤除；所述光路模组还包括单模半导体激光器、第一光在线隔离器、模式匹配器、窄带滤波器、第二光在线隔离器和输出跳线；所述第一光纤放大器包括依次连接的所述多模半导体激光器、多模分束器和所述往返机构，所述信号光经所述第一增益光纤和所述多模半导体激光器经过所述多模分束器分别接入所述预放大级和所述主功率放大级；所述第二光纤放大器包括所述多模半导体激光器、所述多模分束器、第二合束器和第二增益光纤；所述信号光经过所述第二光纤放大器进行主功率放大，经过所述窄带滤波器对噪声光滤除，再经所述第二光在线隔离器后通过所述输出跳线输出。根据本专利技术所述脉冲光纤激光器，所述三端口环形器是1064nm三端口环形器，所述多模半导体激光器是915nm多模半导体激光器，所述窄带反射镜是1064nm窄带反射镜，所述信号光为1064nm信号光。根据本专利技术所述脉冲光纤激光器，所述三端口环形器控制光路传输方向，第一端口输入的所述信号光只从第二端口输出，所述第二端口输入的信号光只从第三端口输出。根据本专利技术所述脉冲光纤激光器，所述三端口环形器内部三个端口设置的准直器都为准直扩束的准直器。根据本专利技术所述脉冲光纤激光器，所述第二光纤放大器设置有正向栗浦或反向栗浦。根据本专利技术所述脉冲光纤激光器，所述第二光纤放大器结构中设置的是正向栗浦，所述第二合束器的信号输入端与模式匹配器连接，所述第二合束器的信号输出端与所述第二增益光纤连接，所述第二增益光纤与所述窄带滤波器输入端连接。根据本专利技术所述脉冲光纤激光器，所述第二光纤放大器结构中设置的是反向栗浦，所述第二增益光纤一端与所述模式匹配器连接，另一端与所述第二合束器的信号输出端连接，所述第二在线合束器的信号输入端与所述窄带滤波器输入端连接。根据本专利技术所述脉冲光纤激光器，所述第一增益光纤和所述第二增益光纤都是掺镱双包层光纤。根据本专利技术所述脉冲光纤激光器，所述脉冲光纤激光器是主振荡功率放大结构。本专利技术通过采用掺镱双包层光纤和同一 915nm多模半导体激光器经过多模分束器一分二构成预放大级和主功率放大级，预放大级采用1064nm环形器和1064nm窄带反射镜等构成的特殊往返结构等独特设计，解决了目前普通窄脉宽1064nm脉冲光纤激光器的输出信噪比低、体积大等问题，实现了一种亚纳秒级窄脉宽、高信噪比、高功率、小体积的1064nm脉冲光纤激光器，极具应用价值。【附图说明】图1是本专利技术的具有往返结构的脉冲光纤激光器结构示意图；图2是本专利技术的具有往返结构的脉冲光纤激光器第一优选实施例结构示意图；图3是本专利技术的具有往返结构的脉冲光纤激光器第二优选实施例结构示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参见图1，本专利技术提供了本专利技术提供一种具有往返结构的脉冲光纤激光器100，包括电路模组和光路模组，所述光路模组包括用于预放大级的第一光纤放大器10和用于主功率放大级的第二光纤放大器20，所述预放大级和所述主功率放大级共用同一多模半导体激光器18 ;所述第一光纤放大器10还包括一往返机构15，信号光往返两次经过所述往返机构15进行预放大；所述往返机构15包括三端口环形器4、第一合束器12、第一增益光纤13和窄带反射镜14，且在所述单模半导体激光器3后接所述三端口环形器，依次连接所述第一合束器12、所述第一增益光纤13和所述窄带反射镜14，所述信号光经过所述第一增益光纤13进行预放大，所述窄带反射镜14将噪声滤除。更好的是，所述脉冲光纤激光器100是主振荡功率放大结构。本专利技术采用独特的设计有效地缩小了激光器的体积，与现有技术不同之处是两级放大的栗浦源是同一个多模半导体激光器18，采用多模分束器17分为两束分别接入所述预放大级和所述主功率放大级。这种设计省去了一级多模半导体激光器及其驱动电路，有效缩减了电路板的尺寸和空间，光路同步缩小盘绕面积，实现了激光器的小型化，体积尺寸都小于同功率水平的普通1064nm窄脉宽光纤激光器。本专利技术所述具有往返结构的脉冲光纤激光器100 —个具体实施例子，如图2所示，所述光路模组还包括单模半导体激光器3、第一光在线隔离器6、模式匹配器7、窄带滤波器9、第二光在线隔离器16和输出跳线11 ;所述第一光纤放大器10包括依次连接的所述多模半导体激光器18、多模分束器17和所述往返机构15，所述信号光经所述第一增益光纤13和所述多模半导体激光器18再经过所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有往返结构的脉冲光纤激光器，其特征在于，包括电路模组和光路模组，所述光路模组包括用于预放大级的第一光纤放大器和用于主功率放大级的第二光纤放大器，所述预放大级和所述主功率放大级共用同一多模半导体激光器；所述第一光纤放大器还包括一往返机构，信号光往返两次经过所述往返机构进行预放大。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小波，汪鹏，巫后祥，
申请(专利权)人：深圳市镭神智能系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44