一种四波长自由切换激光系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种四波长自由切换激光系统。该系统包括泵浦源，泵浦源发出的泵浦光可以受控三个切换单元分别由第一光路、第二光路、第三光路和第四光路自由切换输出。其中，第一和第二切换单元采用非机械式激光波长切换技术，通过改变激光偏振态来控制光束的传输方向，达到切换目的，第三切换单元采用机械式切换技术，通过发送程控指令给附带驱动装置的光学吸收池在导轨上定量移动实现切换。该系统结构简单紧凑，使用维护方便，成本较低，有利于多波长激光源的自由切换输出。

A four wavelength free switching laser system

The utility model discloses a four wavelength free switching laser system. The system includes a pump source. The pump light emitted by the pump source can be controlled by three switching units, namely, the first optical path, the second optical path, the third optical path and the fourth optical path. The first switching unit and the second switching unit adopt the non mechanical laser wavelength switching technology, which controls the beam transmission direction by changing the laser polarization state, so as to achieve the switching purpose. The third switching unit adopts the mechanical switching technology, which realizes the switching by sending the program-controlled instructions to the optical absorption pool with the driving device to move quantitatively on the guide rail. The system has the advantages of simple and compact structure, convenient operation and maintenance, low cost, and free switching output of multi wavelength laser source.

【技术实现步骤摘要】
一种四波长自由切换激光系统
本技术涉及固体激光
，特别是一种四波长自由切换激光系统。
技术介绍
激光源在科研、医疗、工程实践和军事等领域应用时，有时需要具备在多种波长之间切换使用的能力。比如在雨雾天气、坑洞等恶劣环境下使用激光测距机时，不同波段激光在大气、烟幕等透过率不同，多波长切换使用可以提供不同选择，确保获得最佳测距精度。为了获得多波长激光源，常规做法是使用多台激光器组合使用、双波长自由切换激光器或可调谐激光器结合其他典型波段的激光器组合使用等模式。但这些使用模式的不足是系统集成度低、体积庞大、特殊环境下使用不便。而且双波长自由切换激光器仅有两种波长输出，可调谐激光器绝大多数的调谐范围比较窄，难以实现高稳定、大功率典型波段激光输出。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种四波长自由切换激光系统，解决现有技术中存在的激光源切换中存在的使用多台激光器、可选波长数量有限等问题。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是提供一种四波长自由切换激光系统，包括泵浦源，所述泵浦源发出的泵浦光可以受控分别由第一光路、第二光路、第三光路和第四光路自由切换输出；其中，第一光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第二控制模块、第二电光晶体、第二偏振分光棱镜、第一双色镜、第一滤波片，所述第一控制模块和第二控制模块受控均不施加半波电压，所述泵浦光的偏振态不发生改变，所述泵浦光经过第一电光晶体后直接透过第一偏振分光棱镜、第二电光晶体、第二偏振分光棱镜、第一双色镜，以及与输出波长相对应的第一滤波片，输出第一种波长的激光；第二光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第二控制模块、第二电光晶体、第二偏振分光棱镜、第一反射镜、第一耦合透镜、倍频晶体模块、第二反射镜、第一双色镜、第二滤光片，所述第一控制模块受控不施加半波电压，所述第二控制模块受控施加半波电压，所述泵浦光经过第一电光晶体后直接透过第一偏振分光棱镜，经过所述第二电光晶体时，所述泵浦光的偏振方向旋转90°，被所述第二偏振分光棱镜反射，再被第一反射镜反射，经过第一耦合透镜调整束腰大小，注入到倍频晶体模块，所述倍频晶体模块输出后被第二反射镜和第一双色镜反射，再经过对应波长的第二滤光片，输出第二种波长的激光；第三光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第三反射镜、第二耦合透镜、光学隔离器、OPO模块、第二双色镜、第三控制模块、可控光吸收装置、第三双色镜、第三滤波片，所述第一控制模块受控施加半波电压，所述泵浦光经过第一电光晶体时，所述泵浦光的偏振方向旋转90°，被所述第一偏振分光棱镜反射，再被第三反射镜反射，经过第二耦合透镜调整束腰大小，再通过光学隔离器后，注入到OPO模块，所述OPO模块输出的激光经过第二双色镜分光为信号光和闲频光两部分，第三控制模块控制可控光吸收装置使得闲频光被吸收，而信号光通过，并透过第三双色镜，再经过对应波长的第三滤波片，输出第三种波长的激光；第四光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第三反射镜、第二耦合透镜、光学隔离器、OPO模块、第二双色镜、第三控制模块、可控光吸收装置、第四反射镜、第五反射镜、第三双色镜、第四滤波片，所述第一控制模块受控施加半波电压，所述泵浦光经过第一电光晶体时，所述泵浦光的偏振方向旋转90°，被所述第一偏振分光棱镜反射，再被第三反射镜反射，经过第二耦合透镜调整束腰大小，再通过光学隔离器后，注入到OPO模块，所述OPO模块输出的激光经过第二双色镜分光为信号光和闲频光两部分，第三控制模块控制可控光吸收装置使得信号光被吸收，而闲频光依次被第四反射镜、第五反射镜和第三双色镜反射，再经过对应波长的第四滤波片，输出第四种波长的激光。在本技术四波长自由切换激光系统另一实施例中,可控光吸收装置包括设置在导轨上可受控移动的第一光学吸收池和第二光学吸收池，所述第一光学吸收池对应吸收所述信号光，所述第二光学吸收池对应吸收所述闲频光。在本技术四波长自由切换激光系统另一实施例中,所述四波长自由切换激光系统包括两个出光口，其中，第一出光口对应输出第一种波长的激光或第二种波长的激光，第二出光口对应输出第三种波长的激光或第四种波长的激光，并且第一出光口和第二出光口的光轴平行。在本技术四波长自由切换激光系统另一实施例中,所述四波长自由切换激光系统包括第一切换单元，对应包括所述第一控制模块、第一电光晶体和第一偏振分光棱镜。在本技术四波长自由切换激光系统另一实施例中,所述四波长自由切换激光系统包括第二切换单元，对应包括所述第二控制模块、第二电光晶体和第二偏振分光棱镜。在本技术四波长自由切换激光系统另一实施例中,所述四波长自由切换激光系统包括第三切换单元，对应包括所述第三控制模块、导轨、第一光学吸收池和第二光学吸收池。在本技术四波长自由切换激光系统另一实施例中,在所述第三切换单元中，所述信号光和闲频光组成的平面与导轨所在的平面平行，并且与所述导轨右边线、第一光学吸收池和第二光学吸收池垂直切面组成的平面垂直；第一光学吸收池和第二光学吸收池均为正方形，边长4cm，光束入口为圆形结构，直径2cm，正对着光束入射方向；第一光学吸收池和第二光学吸收池固定在一起，初始位置是信号光输出时对应的位置，当需要闲频光输出时，接收程控指令在导轨上移动，沿导轨正向移动5cm，当再次切换到信号光输出时，反向移动5cm回到初始位置。在本技术四波长自由切换激光系统另一实施例中,所述第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜与水平光路成45°设置，均镀有1.064μm光的高反膜；所述第一耦合透镜和第二耦合透镜为单透镜或透镜组，与水平光路垂直设置，镀有1.064μm光的高透膜；所述第一双色镜与水平光路成45°设置，对1.064μm的光高透，对0.532μm的光高反；所述第二双色镜和第三双色镜，与水平光路成45°设置，对1.679μm的光高透，对2.907μm的光高反；所述第四反射镜和第五反射镜与水平光路成45°设置，对2.907μm的光高反。在本技术四波长自由切换激光系统另一实施例中,第一滤波片中心波长1064nm，半波带宽10nm；第二滤波片中心波长532nm，半波带宽10nm；第三滤波片中心波长1700nm，半波带宽45nm；第四滤波片为锗片，透光范围为2μm～12μm，波长低于2μm的激光被反射或吸收。在本技术四波长自由切换激光系统另一实施例中,第一种波长为1.064μm，第二种波长为0.532μm、第三种波长为1.679μm、第四种波长为2.907μm。本技术的有益效果是：本技术公开了一种四波长自由切换激光系统。该系统包括泵浦源，泵浦源发出的泵浦光可以受控三个切换单元分别由第一光路、第二光路、第三光路和第四光路自由切换输出。其中，第一和第二切换单元采用非机械式激光波长切换技术，通过改变激光偏振态来控制光束的传输方向，达到切换目的，第三切换单元采用机械式切换技术，通过发送程控指令给附带驱动装置的光学吸收池在导轨上定量移动实现切换。该系统结构简单紧凑，使用维护方便，成本较低，有利于多波长激光源的自由切换输出。附图说明图1是根据本技术四波长自由切换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四波长自由切换激光系统，其特征在于，包括泵浦源，所述泵浦源发出的泵浦光可以受控分别由第一光路、第二光路、第三光路和第四光路自由切换输出；其中，第一光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第二控制模块、第二电光晶体、第二偏振分光棱镜、第一双色镜、第一滤波片，所述第一控制模块和第二控制模块受控均不施加半波电压，所述泵浦光的偏振态不发生改变，所述泵浦光经过第一电光晶体后直接透过第一偏振分光棱镜、第二电光晶体、第二偏振分光棱镜、第一双色镜，以及与输出波长相对应的第一滤波片，输出第一种波长的激光；第二光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第二控制模块、第二电光晶体、第二偏振分光棱镜、第一反射镜、第一耦合透镜、倍频晶体模块、第二反射镜、第一双色镜、第二滤光片，所述第一控制模块受控不施加半波电压，所述第二控制模块受控施加半波电压，所述泵浦光经过第一电光晶体后直接透过第一偏振分光棱镜，经过所述第二电光晶体时，所述泵浦光的偏振方向旋转90°，被所述第二偏振分光棱镜反射，再被第一反射镜反射，经过第一耦合透镜调整束腰大小，注入到倍频晶体模块，所述倍频晶体模块输出后被第二反射镜和第一双色镜反射，再经过对应波长的第二滤光片，输出第二种波长的激光；第三光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第三反射镜、第二耦合透镜、光学隔离器、OPO模块、第二双色镜、第三控制模块、可控光吸收装置、第三双色镜、第三滤波片，所述第一控制模块受控施加半波电压，所述泵浦光经过第一电光晶体时，所述泵浦光的偏振方向旋转90°，被所述第一偏振分光棱镜反射，再被第三反射镜反射，经过第二耦合透镜调整束腰大小，再通过光学隔离器后，注入到OPO模块，所述OPO模块输出的激光经过第二双色镜分光为信号光和闲频光两部分，第三控制模块控制可控光吸收装置使得闲频光被吸收，而信号光通过，并透过第三双色镜，再经过对应波长的第三滤波片，输出第三种波长的激光；第四光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第三反射镜、第二耦合透镜、光学隔离器、OPO模块、第二双色镜、第三控制模块、可控光吸收装置、第四反射镜、第五反射镜、第三双色镜、第四滤波片，所述第一控制模块受控施加半波电压，所述泵浦光经过第一电光晶体时，所述泵浦光的偏振方向旋转90°，被所述第一偏振分光棱镜反射，再被第三反射镜反射，经过第二耦合透镜调整束腰大小，再通过光学隔离器后，注入到OPO模块，所述OPO模块输出的激光经过第二双色镜分光为信号光和闲频光两部分，第三控制模块控制可控光吸收装置使得信号光被吸收，而闲频光依次被第四反射镜、第五反射镜和第三双色镜反射，再经过对应波长的第四滤波片，输出第四种波长的激光。...

【技术特征摘要】
1.一种四波长自由切换激光系统，其特征在于，包括泵浦源，所述泵浦源发出的泵浦光可以受控分别由第一光路、第二光路、第三光路和第四光路自由切换输出；其中，第一光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第二控制模块、第二电光晶体、第二偏振分光棱镜、第一双色镜、第一滤波片，所述第一控制模块和第二控制模块受控均不施加半波电压，所述泵浦光的偏振态不发生改变，所述泵浦光经过第一电光晶体后直接透过第一偏振分光棱镜、第二电光晶体、第二偏振分光棱镜、第一双色镜，以及与输出波长相对应的第一滤波片，输出第一种波长的激光；第二光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第二控制模块、第二电光晶体、第二偏振分光棱镜、第一反射镜、第一耦合透镜、倍频晶体模块、第二反射镜、第一双色镜、第二滤光片，所述第一控制模块受控不施加半波电压，所述第二控制模块受控施加半波电压，所述泵浦光经过第一电光晶体后直接透过第一偏振分光棱镜，经过所述第二电光晶体时，所述泵浦光的偏振方向旋转90°，被所述第二偏振分光棱镜反射，再被第一反射镜反射，经过第一耦合透镜调整束腰大小，注入到倍频晶体模块，所述倍频晶体模块输出后被第二反射镜和第一双色镜反射，再经过对应波长的第二滤光片，输出第二种波长的激光；第三光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第三反射镜、第二耦合透镜、光学隔离器、OPO模块、第二双色镜、第三控制模块、可控光吸收装置、第三双色镜、第三滤波片，所述第一控制模块受控施加半波电压，所述泵浦光经过第一电光晶体时，所述泵浦光的偏振方向旋转90°，被所述第一偏振分光棱镜反射，再被第三反射镜反射，经过第二耦合透镜调整束腰大小，再通过光学隔离器后，注入到OPO模块，所述OPO模块输出的激光经过第二双色镜分光为信号光和闲频光两部分，第三控制模块控制可控光吸收装置使得闲频光被吸收，而信号光通过，并透过第三双色镜，再经过对应波长的第三滤波片，输出第三种波长的激光；第四光路依次包括第一控制模块、第一电光晶体、第一偏振分光棱镜、第三反射镜、第二耦合透镜、光学隔离器、OPO模块、第二双色镜、第三控制模块、可控光吸收装置、第四反射镜、第五反射镜、第三双色镜、第四滤波片，所述第一控制模块受控施加半波电压，所述泵浦光经过第一电光晶体时，所述泵浦光的偏振方向旋转90°，被所述第一偏振分光棱镜反射，再被第三反射镜反射，经过第二耦合透镜调整束腰大小，再通过光学隔离器后，注入到OPO模块，所述OPO模块输出的激光经过第二双色镜分光为信号光和闲频光两部分，第三控制模块控制可控光吸收装置使得信号光被吸收，而闲频光依次被第四反射镜、第五反射镜和第三双色镜反射，再经过对应波长的第四滤波片，输出第四种波长的激光。2.根据权利要求1所述的四波长自由切换激光系统，其特征在于，可控光吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志刚，王德飞，谢安宁，胡维星，吴志建，王明才，楚振锋，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三八八九部队，
类型：新型
国别省市：河南,41