一种波长可切换的可见光光纤激光器制造技术

本发明专利技术公开一种波长可切换的可见光光纤激光器，涉及激光技术中可见光光纤激光器领域，包括依次连接的激光器泵浦源，第一二色镜和第二二色镜，耦合透镜，第一光纤光栅，第二光纤光栅，双包层掺Er

A wavelength switchable visible light fiber laser

Optical fiber laser in the invention discloses a wavelength switchable fiber laser, relates to the visible light field of laser technology, includes laser pumping source connection, the first two color 22 color mirror and the lens, coupling lens, the first second fiber grating, fiber grating, Er doped double cladding

【技术实现步骤摘要】
一种波长可切换的可见光光纤激光器
本专利技术涉及激光技术中可见光光纤激光器领域，尤其涉及一种波长可切换的可见光光纤激光器。
技术介绍
波长位于可见光(380nm-780nm)波段的激光器在激光显示、生物医疗、工业加工、天文研究、特殊通信等领域具有重要的应用前景，目前，实现可见光激光输出的方法主要包括利用非线性效应实现频率变换产生可见光和利用上转换现象在掺杂稀有离子的光纤或晶体上产生可见光，光纤激光器作为一种新型的激光器，相比传统激光器，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。1993年，美国Uniphase公司用971nm的钛宝石抽运掺Er3+光纤激光器实现了绿光的输出；2010年，西北大学王诚等人通过掺Nd3+、Ge3+离子共掺的光纤和LBO倍频晶体得到了544nm绿光输出；2015年，姚云华等人使用800nm和980nm的泵浦源抽运Er3+/Yb3+共掺光纤中的离子，增强了绿光激光的上转换过程，得到很强的绿光激光输出。然而大部分报道均集中在单一波长。1995年，洛斯阿拉莫斯国家实验室Xie等人通过860nm的掺钛蓝宝石激光器抽运Pr3+/Yb3+共掺的ZBLAN光纤的方法率先实现了红光、绿光、蓝光三波长可见光激光的输出；2008年，宁波大学戴世勋等人通过掺杂稀有离子的光纤上转换实现了蓝光、绿光双波长可见光激光的输出；2011年，Nakanishi等人通过对谐振腔镜的反射率进行优化，用两个442nm的LD泵浦源对掺Pr3+的光纤进行泵浦，得到了增强的红光激光和绿光激光输出。上述的激光器虽然实现了能在单一激光器上输出几种光，但这几种光是通过混合光的形式输出，即无法实现在单一激光器上实现几种光的单一输出，更无法灵活切换。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：为解决现有红光激光和绿光激光无法以单一激光的方式从同一激光器中发出且不可以灵活切换输出的问题。且不可以灵活切换输出的问题，本专利技术提供一种可实现绿光激光和红光激光光纤灵活切换的可见光光纤激光器，它采用976nm和1976nm双波长级联泵浦掺铒氟化物光纤激光，仅通过控制泵浦源的开关，便可实现输出光纤激光波长在红光激光和绿光激光间灵活切换。本专利技术的技术方案如下：一种波长可切换的可见光光纤激光器，包括依次连接的激光器泵浦源，第一二色镜和第二二色镜，耦合透镜，第一光纤光栅，第二光纤光栅，双包层掺Er3+ZBLAN光纤和反射镜。激光泵浦源包括分别与第一二色镜连接的且用于产生相互垂直且不同波长的976nm半导体激光泵浦源和1976nm掺铥光纤激光器泵浦源。第一二色镜对波长为976nm的激光高透，对波长为1976nm的激光高反，用于将两束976nm和1976nm的垂直泵浦光合成一束。第二二色镜对波长为976nm、1976nm和3um的激光高透，对红光和绿光高反，用于将产生的激光导引输出。耦合透镜用于将976nm泵浦光产生的激光或者两个泵浦源产生的经第一二色镜和第二二色镜合成后的激光聚焦到所述双包层掺Er3+ZBLAN光纤的内包层中。反射镜对绿光和红光高反，对2um以上的光高透。双包层掺Er3+ZBLAN光纤的第一光纤光栅与反射镜构成掺Er3+ZBLAN光纤激光器产生绿光激光的谐振腔；双包层掺Er3+ZBLAN光纤的第二光纤光栅与反射镜构成掺Er3+ZBLAN光纤激光器产生红光激光的谐振腔。优选地，所述双包层掺Er3+ZBLAN光纤为大芯径双包层光纤，外包层的外径为300um，内包层的外径为260um，纤芯的直径为18um。进一步地，所述的双包层掺Er3+ZBLAN光纤的左端面是8°角，右端面是0°角。本专利技术的操作过程为：作为可见光激光器的掺Er3+ZBLAN光纤激光器的泵浦源，其中一个泵浦源为高功率的976nm半导体激光泵浦源1，另一个泵浦源为1976nm全光纤掺铥激光泵浦源2。先打开976nm半导体激光泵浦源1，由976nm半导体激光泵浦源1发出的泵浦光经过耦合透镜5耦合进入双包层掺Er3+ZBLAN(氟化物)光纤8的内包层中，双包层掺Er3+ZBLAN光纤8的第一光纤光栅6和反射镜9构成的谐振腔中产生波长在525nm的绿光激光；再打开1976nm全光纤掺铥激光泵浦源2，两个泵浦源发出的泵浦光经第一二色镜3合成一束平行泵浦光，泵浦光经过耦合透镜5耦合进入双包层掺Er3+ZBLAN(氟化物)光纤8的内包层中,双包层掺Er3+ZBLAN(氟化物)光纤8的光纤光栅7和反射镜9构成的谐振腔中产生波长650nm的红光激光。采用上述方案后，本专利技术的有益效果在于：(1)通过使用两种不同波长的激光泵浦掺杂稀土离子光纤，达到红光激光、绿光激光的灵活可切换输出，有利于高效率地实现可见光激光输出。(2)有效地解决了传统的可见光纤激光器双波长输出中只能通过基频光与其倍频光的同时输出问题。(3)装置可移植性和可集成度高，有利于实际应用。附图说明图1是一种波长可切换的可见光光纤激光器的结构示意图。图2是本专利技术掺Er3+ZBLAN光纤中Er3+的部分能级图。图3是现有的可见光光纤激光器的结构示意图。图中标记：1-976nm半导体激光泵浦源，2-1976nm全光纤掺铥激光泵浦源，3-第一二色镜，4-第二二色镜，5-耦合透镜，6-第一光纤光栅，7-第二光纤光栅，8-双包层掺Er3+ZBLAN光纤，9-反射镜，10-能级4I15/2，11-能级4I13/2，12-能级4I11/2，13-能级4F9/2，14-能级4S3/2，15-能级2H11/2，16-能级4F7/2，17-基态吸收A，18-976nm泵浦光抽运，19-1976nm泵浦光抽运，20-自发辐射A，21-激发态吸收A，22-自发辐射B，23-自发辐射C，24-自发辐射D，25-绿光辐射，26-自发辐射E，27--激发态吸收B，28-红光辐射。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。下面结合附图对本专利技术作详细说明。实施例1一种波长可切换的可见光光纤激光器，包括依次连接的激光器泵浦源，第一二色镜3和第二二色镜4，耦合透镜5，第一光纤光栅6，第二光纤光栅7，双包层掺Er3+ZBLAN光纤8和反射镜9。激光泵浦源包括分别与第一二色镜3连接的且用于产生相互垂直且不同波长的976nm半导体激光泵浦源1和1976nm掺铥光纤激光器泵浦源2。第一二色镜3对波长为976nm的激光高透，对波长为1976nm的激光高反，用于将两束976nm和1976nm的垂直泵浦光合成一束。第二二色镜4对波长为976nm、1976nm和3um的激光高透，对红光和绿光高反，用于将产生的激光导引输出。耦合透镜5用于将976nm泵浦光产生的激光或者两个泵浦源产生的经第一二色镜3和第二二色镜4合成后的激光聚焦到所述双包层掺Er3+ZBLAN光纤8的内包层中。反射镜9对绿光和红光高反，对2um以上的光高透。双包层掺Er3+ZBLAN光纤8的第一光纤光栅6与反射镜9构成掺Er3+ZBLAN光纤激光器产生绿光激光的谐振腔；双包层掺Er3+ZBLAN光纤8的第二光纤光栅7与反射镜9构成掺Er3+ZBLAN光纤激光器产生红光激光的谐振腔。双包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波长可切换的可见光光纤激光器，其特征在于，包括依次连接的激光器泵浦源，第一二色镜(3)和第二二色镜(4)，耦合透镜(5)，第一光纤光栅(6)，第二光纤光栅(7)，双包层掺Er

【技术特征摘要】
1.一种波长可切换的可见光光纤激光器，其特征在于，包括依次连接的激光器泵浦源，第一二色镜(3)和第二二色镜(4)，耦合透镜(5)，第一光纤光栅(6)，第二光纤光栅(7)，双包层掺Er3+ZBLAN光纤(8)和反射镜(9)；激光泵浦源包括分别与第一二色镜(3)连接的且用于产生相互垂直且不同波长的976nm半导体激光泵浦源(1)和1976nm掺铥光纤激光器泵浦源(2)；第一二色镜(3)对波长为976nm的激光高透，对波长为1976nm的激光高反，用于将两束976nm和1976nm的垂直泵浦光合成一束；第二二色镜(4)对波长为976nm、1976nm和3um的激光高透，对红光和绿光高反，用于将产生的激光导引输出；耦合透镜(5)用于将976nm泵浦光产生的激光或者两个泵浦源产生的经第一二色镜(3)和第二二色镜(4)合成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑峰，赖雪，罗鸿禹，海永晨，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