基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源制造技术

本发明专利技术提供一种基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，采用高品质的1064.1nm光纤激光器作为泵浦源，利用光子晶体光纤中的四波混频效应实现了频率变换，得到了977nm的高光束质量单模激光输出。本发明专利技术具有结构简单、体积紧凑、可靠性高、鲁棒性强的特点，在科学研究、工程技术中具有重要的应用价值。

977nm laser source based on all fiber optical parametric oscillator

The invention provides a 977nm laser source of all fiber optical parametric oscillator based on 1064.1nm, using high quality fiber laser as the pump source, the frequency conversion using four wave mixing effect in photonic crystal fiber, the high beam quality output single-mode laser 977nm. The invention has the advantages of simple structure, compact volume, high reliability and strong robustness, and has important application value in scientific research and engineering technology.

【技术实现步骤摘要】
基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源
本专利技术涉及光纤激光
，具体的涉及一种基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源。
技术介绍
977nm波段的激光可用于泵浦掺杂Yb3+、Er3+的光纤激光器，在科学研究、工程技术中具有重要价值。目前这一波段的激光主要采用半导体激光器的形式实现，半导体激光器输出光束的光束质量较差，难以实现单模激光输出。光学参量振荡器技术可以实现激光频率变换，理论上可以获得这一波段的激光输出，然而，目前常见的光学参量振荡器是基于光学晶体中的非线性效应实现频率变换的，由于相位匹配、有效非线性系数和光学透过波段的限制，难以获得有效的非线性光学晶体，基于非线性晶体的光学参量振荡器，难以实现977nm波段的激光输出。而且，基于晶体的光学参量振荡器对光路校准的要求很高，光路结构复杂，可靠性差。光纤光学参量振荡器是近年来新兴的一种光学参量振荡器技术，基于光纤中的四波混频效应(FWM)实现频率变换，理论上可以产生任意波长的激光。但是，目前光纤光学参量振荡器还没有实现977nm波段的激光输出，而且现有的光纤光学参量振荡器中仍然使用了一些分立光学元件，需要精细的光路调节和校准，结构复杂、可靠性差。
技术实现思路
为了解决所述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源。本专利技术提供一种基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，包括用于产生中心波长为1064.1nm，谱线宽度为0.1nm，偏振消光比大于15dB，平均输出功率大于5W激光的光纤激光器、第一波分复用器、光子晶体光纤、第二波分复用器、耦合器和延迟光纤，所述光纤激光器、所述第一波分复用器、所述光子晶体光纤、所述第二波分复用器、所述耦合器和所述延迟光纤依序光路连接，所述延迟光纤与所述第一波分复用器光路连接；所述耦合器、所述延迟光纤、所述光纤激光器、所述第一波分复用器的尾纤和所述第二波分复用器的尾纤均为型号：PM980的保偏单模光纤；第一波分复用器的工作波段为977nm和1064nm，在977nm波段从P1端口到P2端口的插入损耗小于0.5dB，在1064nm波段从P1端口到P3端口的插入损耗小于0.5dB；第二波分复用器的工作波段为977nm和1064nm，在977nm波段从P1端口到P2端口的插入损耗小于0.5dB，在1064nm波段从P1端口到P3端口的插入损耗小于0.5dB；所述光子晶体光纤为型号：LMA-PM-5的2.5m长的大模场面积偏振保持光子晶体光纤；所述耦合器在977nm波段直通臂与耦合臂的分光比为90:10；所述延迟光纤长度为6.5m。进一步地，还包括用于检测所产生激光波长的光谱分析仪，所述耦合器与所述光谱分析仪光路连接。进一步地，光谱分析仪为近红外光谱分析仪，其波长覆盖范围为700～1200nm，波长分辨率为0.02nm，动态范围为80dB。进一步地，光纤激光器的输出光纤与所述第一波分复用器的P1端口相熔接，熔接损耗小于0.2dB；所述第一波分复用器的P3端口与所述光子晶体光纤的一端相熔接，熔接损耗小于1dB；所述光子晶体光纤的另一端与所述第二波分复用器的P1端口相熔接，熔接损耗小于1dB；所述第二波分复用器的P2端口与所述耦合器直通臂的一端相熔接，熔接损耗小于0.2dB；所述耦合器直通臂的另一端与所述延迟光纤的一端相熔接，熔接损耗小于0.2dB；所述延迟光纤的另一端与所述第一波分复用器的P4端口相熔接，熔接损耗小于0.2dB。本专利技术的技术效果：1、本专利技术提供基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，通过将光纤光学参量振荡器技术、光子晶体光纤技术和光纤激光器技术结合在一起，搭建全光纤结构的光学参量振荡器，可以实现977nm的高光束质量单模激光输出，同时具有结构简单、体积紧凑、可靠性高、热管理方便的特点。2、本专利技术提供的基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，采用全光纤结构，利用光子晶体光纤中的四波混频效应，能够有效的将1064nm波段的光纤激光转换为977nm的单模光纤激光。3、本专利技术提供的基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，光纤光学参量振荡器采用全光纤结构，没有采用分立元件、不依赖于非线性晶体，无需调节光路，具有结构简单、体积紧凑、可靠性高、成本低廉、鲁棒性强的特点。4、本专利技术提供的基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源采用单模光纤输出，保证输出的977nm激光具有很高的光束质量。具体请参考根据本专利技术的基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源提出的各种实施例的如下描述，将使得本专利技术的上述和其他方面显而易见。附图说明图1是本专利技术提供的基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源结构示意图；图2是本专利技术优选实施例中全光纤光学参量振荡器的参量增益示意图；图3是本专利技术优选实施例中全光纤光学参量振荡器的输出光谱示意图。图例说明：1、光纤激光器；2、第一波分复用器(977/1064)；3、光子晶体光纤(LMA-PM-5)；4、第二波分复用器(977/1064)；5、耦合器(90:10)；6、延迟光纤(PM980)；7、光谱分析仪。具体实施方式构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。参见图1，本专利技术提供的基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，包括：用于产生中心波长为1064.1nm，谱线宽度为0.1nm，偏振消光比大于15dB，平均输出功率大于5W的光纤激光器1、第一波分复用器2、光子晶体光纤3、第二波分复用器4、耦合器5和延迟光纤6。光纤激光器1与第一波分复用器2光路连接。第一波分复用器2与光子晶体光纤3、第二波分复用器4、耦合器5和延迟光纤6依序光路连接。延迟光纤6与第一波分复用器2光路连接。为了检测所产生激光的波长，耦合器5与光谱分析仪7光路连接。耦合器5、延迟光纤6、光纤激光器1、第一波分复用器2的尾纤和第二波分复用器4的尾纤均为型号：PM980的保偏单模光纤；第一波分复用器2的工作波段为977nm和1064nm，在977nm波段从P1端口到P2端口的插入损耗小于0.5dB，在1064nm波段从P1端口到P3端口的插入损耗小于0.5dB；第二波分复用器4的工作波段为977nm和1064nm，在977nm波段从P1端口到P2端口的插入损耗小于0.5dB，在1064nm波段从P1端口到P3端口的插入损耗小于0.5dB；光子晶体光纤3为型号：LMA-PM-5的2.5m长的大模场面积偏振保持光子晶体光纤3；耦合器5在977nm波段直通臂与耦合臂的分光比为90:10；延迟光纤6长度为6.5m。本专利技术提供的基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，不采用分立光学元件，而是采用全光纤结构，在搭建和使用过程中无需调节、校准光路，具有结构简单、体积紧凑、可靠性高、成本低廉、鲁棒性强的特点。所得977nm激光从单模光纤输出，具有很高的光束质量。本专利技术提供的基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，不依赖于非线性晶体，而是利用光子晶体光纤3中的四波混频效应实现频率变换，有效的将1064nm波段的光纤激光转换为977nm波段的光纤激光。本专利技术提供的基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，其特征在于，包括用于产生中心波长为1064.1nm，谱线宽度为0.1nm，偏振消光比大于15dB，平均输出功率大于5W激光的光纤激光器、第一波分复用器、光子晶体光纤、第二波分复用器、耦合器和延迟光纤，所述光纤激光器、所述第一波分复用器、所述光子晶体光纤、所述第二波分复用器、所述耦合器和所述延迟光纤依序光路连接，所述延迟光纤与所述第一波分复用器光路连接；所述耦合器、所述延迟光纤、所述光纤激光器、所述第一波分复用器的尾纤和所述第二波分复用器的尾纤均为型号：PM 980的保偏单模光纤；所述第一波分复用器的工作波段为977nm和1064nm，在977nm波段从P1端口到P2端口的插入损耗小于0.5dB，在1064nm波段从P1端口到P3端口的插入损耗小于0.5dB；所述第二波分复用器的工作波段为977nm和1064nm，在977nm波段从P1端口到P2端口的插入损耗小于0.5dB，在1064nm波段从P1端口到P3端口的插入损耗小于0.5dB；所述光子晶体光纤为型号：LMA‑PM‑5的2.5m长的大模场面积偏振保持光子晶体光纤；所述耦合器在977nm波段直通臂与耦合臂的分光比为90:10；所述延迟光纤长度为6.5m。...

【技术特征摘要】
1.一种基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，其特征在于，包括用于产生中心波长为1064.1nm，谱线宽度为0.1nm，偏振消光比大于15dB，平均输出功率大于5W激光的光纤激光器、第一波分复用器、光子晶体光纤、第二波分复用器、耦合器和延迟光纤，所述光纤激光器、所述第一波分复用器、所述光子晶体光纤、所述第二波分复用器、所述耦合器和所述延迟光纤依序光路连接，所述延迟光纤与所述第一波分复用器光路连接；所述耦合器、所述延迟光纤、所述光纤激光器、所述第一波分复用器的尾纤和所述第二波分复用器的尾纤均为型号：PM980的保偏单模光纤；所述第一波分复用器的工作波段为977nm和1064nm，在977nm波段从P1端口到P2端口的插入损耗小于0.5dB，在1064nm波段从P1端口到P3端口的插入损耗小于0.5dB；所述第二波分复用器的工作波段为977nm和1064nm，在977nm波段从P1端口到P2端口的插入损耗小于0.5dB，在1064nm波段从P1端口到P3端口的插入损耗小于0.5dB；所述光子晶体光纤为型号：LMA-PM-5的2.5m长的大模场面积偏振保持光子晶体光纤；所述耦合器在97...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩凯，宋锐，李霄，奚小明，李志鸿，粟荣涛，马鹏飞，王小林，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43