一种实现具有平坦光谱的超连续谱激光装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种实现具有平坦光谱的超连续谱激光装置，包括可调谐脉冲激光种子源、功率放大器、模场匹配器及光子晶体光纤，所述可调谐脉冲激光种子源,用于发出不同波长的第一脉冲激光；所述功率放大器,用于对可调谐脉冲激光种子源发出的所述第一脉冲激光进行功率放大处理，得到第二脉冲激光；所述模场匹配器,用于将所述功率放大器得到的所述第二脉冲激光发送到所述光子晶体光纤；所述光子晶体光纤，用于将输入的所述第二脉冲激光进行转化，形成超连续谱激光。本实用新型专利技术能够实现具有较好平坦度、光谱范围覆盖可见光波段的超连续谱激光。

【技术实现步骤摘要】
一种实现具有平坦光谱的超连续谱激光装置
本技术涉及激光光电子
，尤其涉及一种实现具有平坦光谱的超连续谱激光装置。
技术介绍
光谱覆盖可见光的近红外波段超连续谱光纤激光器，由于其频率分量涵盖多种分子的吸收峰以及不同探测器的光谱响应范围，在生物医学成像、宽带光纤通信、大气科学、光电对抗等领域具有广泛应用。超连续谱激光的光谱宽度、平坦度等特性通常由泵浦激光的波长、峰值功率以及光子晶体光纤的色散特性、非线性系数和长度等决定。目前光谱范围覆盖可见光波段的超连续谱激光多利用波长为1μm左右的高峰值功率的皮秒或纳秒掺镱脉冲光纤激光器泵浦零色散波长为1040nm左右的光子晶体光纤实现。现有的超连续谱激光器的泵浦激光多为参数固定的脉冲激光，即泵浦激光波长、脉冲宽度、重复频率等为固定值，通过增加脉冲激光的平均功率以提高入射到光子晶体光纤的激光的峰值功率，从而实现超连续谱光谱宽度的增加和平坦度的提升以及可见光波长分量的增加。若想获得更多短波方向的光分量，通常需要保证泵浦波长在接近光子晶体光纤零色散波长的反常色散区，而由于光子晶体光纤结构复杂，其色散特性通常通过仿真计算得到。一方面，拉制的光子晶体光纤的实际零色散波长与仿真计算的理论值有差距，另一方面，通过求解非线性薛定谔方程对超连续谱产生过程的仿真与实际过程有偏差。目前依据仿真结果设计的超连续谱激光，虽然其输出功率已经达到数十瓦甚至百瓦，但输出光谱的平坦度仍然有待提升，以波长600-1700nm范围的10dB光谱宽度评价其平坦度，通常小于1000nm，即使有平坦度超过1000nm的超连续谱激光，也是除去了残留的泵浦激光。针对如何提高超连续谱谱的平坦度，有报道研究通过具有双零色散波长的光子晶体光纤实现宽而平坦的超连续谱输出，也只限于理论仿真，但光纤拉制难度较大，实现较为困难。因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提出一种有效的措施，以解决现有的超连续谱激光的泵浦激光残留多、光谱平坦度差的问题。
技术实现思路
本技术的目的是为了提供一种实现具有平坦光谱的超连续谱激光装置，能够实现具有较好平坦度、光谱范围覆盖可见光波段的超连续谱激光。依据本技术的一个方面，本技术提供一种实现具有平坦光谱的超连续谱激光装置，包括可调谐脉冲激光种子源、功率放大器、模场匹配器及光子晶体光纤，所述可调谐脉冲激光种子源,用于发出不同波长的第一脉冲激光；所述功率放大器,用于对可调谐脉冲激光种子源发出的所述第一脉冲激光进行功率放大处理，得到第二脉冲激光；所述模场匹配器,用于将所述功率放大器得到的所述第二脉冲激光发送到所述光子晶体光纤；所述光子晶体光纤，用于将输入的所述第二脉冲激光进行转化，形成超连续谱激光。可选地，所述可调谐脉冲激光种子源为以下任意一种:带尾纤的可调谐增益开关半导体激光器、带尾纤的可调谐调Q脉冲光纤激光器、带尾纤的可调谐被动锁模光纤激光器和带尾纤的可调谐主动锁模光纤激光器。可选地，所述可调谐脉冲激光种子源发出的激光光谱中半高宽为亚纳米至二十纳米量级。可选地，所述可调谐脉冲激光种子源发出的激光中心波长的调谐位于所述光子晶体光纤的零色散波长负十纳米至正五十纳米之间。可选地，所述功率放大器为一级或多级放大器。可选地，当所述可调谐脉冲激光种子源的输出功率大于预设的脉冲激光功率时，功率放大器由一级或多级双包层光纤放大器构成；当所述可调谐脉冲激光种子源的输出功率小于或等于预设的脉冲激光功率时，所述功率放大器由串联的一级单包层光纤放大器和一级或多级双包层光纤放大器构成，所述一级单包层光纤放大器的输入端与所述可调谐脉冲激光种子源相连，所述一级或多级双包层光纤放大器的输出端与所述模场匹配器相连。可选地，所述模场匹配器的输入尾纤与所述功率放大器的输出尾纤参数一致。可选地，所述模场匹配器的输出尾纤为单包层单模无源光纤。可选地，所述模场匹配器的输出尾纤与所述光子晶体光纤采用熔接固定连接，形成的连接点外包覆有紫外固化胶。可选地，所述光子晶体光纤为高非线性光子晶体光纤，所述高非线性光子晶体光纤的纤芯为实心石英，包层具有周期性排列的空气孔。与现有技术相比，本技术的效果如下：本技术提供的实现具有平坦光谱的超连续谱激光装置，所述装置利用波长可调谐的光纤激光器作为超连续谱光纤激光器的泵浦源，在泵浦激光峰值功率达到预设值时，根据不同泵浦激光波长产生的超连续谱激光光谱的特性，找到最优泵浦激光波长，然后通过功率放大器增加泵浦激光峰值功率，实现光谱范围覆盖可见光波段的平坦度较好的超连续谱激光，解决了目前超连续谱激光仅靠提高泵浦激光功率提升光谱平坦度而导致泵浦激光波长残留较多影响其光谱平坦度的问题。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术的一个实施例的结构示意图。图中：1为可调谐脉冲激光种子源；2为功率放大器；3为模场匹配器；4为光子晶体光纤。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为了解决现有技术中的问题，本技术提供一种实现具有平坦光谱的超连续谱激光装置，参见图1所示，包括可调谐脉冲激光种子源1、功率放大器2、模场匹配器3和光子晶体光纤4，所述可调谐脉冲激光种子1,用于利用波长可调谐泵浦光纤激光器发出不同波长的第一脉冲激光；本专利技术实施例中，所述可调谐脉冲激光种子源1为以下任意一种:带尾纤的可调谐增益开关半导体激光器、带尾纤的可调谐调Q脉冲光纤激光器、带尾纤的可调谐被动锁模光纤激光器和带尾纤的可调谐主动锁模光纤激光器。所述功率放大器2,用于对可调谐脉冲激光种子源发出的所述第一脉冲激光进行功率放大处理，得到第二脉冲激光；本专利技术实施例中，所述功率放大器2为一级或多级放大器；其中，所述功率放大器2的放大级数由所述可调谐脉冲激光种子源的输出功率确定。本专利技术实施例中，所述功率放大器2根据预设的脉冲激光功率条件，当可调谐脉冲激光种子源1输出的脉冲激光功率大于预设的脉冲激光功率时，功率放大器2由一级或多级双包层光纤放大器构成；当可调谐脉冲激光种子源1输出的脉冲激光功率小于或等于预设的脉冲激光功率时，所述功率放大器2由串联的一级单包层光纤放大器和一级或多级双包层光纤放大器构成，所述一级单包层光纤放大器的输入端与所述可调谐脉冲激光种子源1相连，所述一级或多级双包层光纤放大器的输出端与所述模场匹配器3相连。具体的，本实施例中以所述预设的脉冲激光功率条件为十毫瓦为例，当可调谐脉冲激光种子源1输出的脉冲激光功率大于十毫瓦时，功率放大器2为一级或多级双包层光纤放大器，采用包层泵浦方式；当脉冲激光种子源1输出的脉冲激光功率小于十毫瓦时，功率放大器2由串联的一级单包层光纤放大器和一级或多级双包层光纤放大器构成，单包层光纤放大器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现具有平坦光谱的超连续谱激光装置，其特征在于：包括可调谐脉冲激光种子源(1)、功率放大器(2)、模场匹配器(3)及光子晶体光纤(4)，所述可调谐脉冲激光种子源(1),用于发出不同波长的第一脉冲激光；所述功率放大器(2),用于对所述可调谐脉冲激光种子源(1)发出的所述第一脉冲激光进行功率放大处理，得到第二脉冲激光；所述模场匹配器(3),用于将所述功率放大器(2)得到的所述第二脉冲激光发送到所述光子晶体光纤；所述光子晶体光纤(4)，用于将输入的所述第二脉冲激光进行转化，形成超连续谱激光。

【技术特征摘要】
1.一种实现具有平坦光谱的超连续谱激光装置，其特征在于：包括可调谐脉冲激光种子源(1)、功率放大器(2)、模场匹配器(3)及光子晶体光纤(4)，所述可调谐脉冲激光种子源(1),用于发出不同波长的第一脉冲激光；所述功率放大器(2),用于对所述可调谐脉冲激光种子源(1)发出的所述第一脉冲激光进行功率放大处理，得到第二脉冲激光；所述模场匹配器(3),用于将所述功率放大器(2)得到的所述第二脉冲激光发送到所述光子晶体光纤；所述光子晶体光纤(4)，用于将输入的所述第二脉冲激光进行转化，形成超连续谱激光。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可调谐脉冲激光种子源(1)为以下任意一种:带尾纤的可调谐增益开关半导体激光器、带尾纤的可调谐调Q脉冲光纤激光器、带尾纤的可调谐被动锁模光纤激光器和带尾纤的可调谐主动锁模光纤激光器。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可调谐脉冲激光种子源(1)发出的激光光谱的半高宽为亚纳米至二十纳米量级。4.根据权利要求1至3任一所述的装置，其特征在于，所述可调谐脉冲激光种子源(1)发出的激光中心波长的调谐位于所述光子晶体光纤(4)的零色散波长负十纳米至正五十纳米之间。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高静，张岱，张泽鑫，周曼，武宁，马亚辉，李美红，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司电子科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11