一种倍频脉冲激光器制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种倍频脉冲激光器。该倍频脉冲激光器包括种子光源、放大模块以及倍频模块；种子光源用于输出种子脉冲光束；放大模块设置于种子光源的输出端，放大模块包括至少一级光纤放大单元，光纤放大单元用于放大种子脉冲光束；倍频模块设置于放大模块的输出端，倍频模块包括三硼酸锂晶体和温度控制单元，三硼酸锂晶体用于使放大后的脉冲光束转换为二倍频脉冲光束，温度控制单元用于控制三硼酸锂晶体处于预设温度。本实用新型专利技术实施例的技术方案，以脉冲激光器为激发光源，利用光纤放大单元进行功率放大，利用三硼酸锂晶体实现倍频光输出，具有结构简单、成本低、转换效率高的优点，可以用于更多的科研与工业应用方向。

【技术实现步骤摘要】
一种倍频脉冲激光器
本技术实施例涉及激光器技术，尤其涉及一种倍频脉冲激光器。
技术介绍
非线性频率转换是一种利用非线性效应实现频率转换，产生新频率的光子的技术。当传播的光场强度(电磁场强度)较强时，非线性介质的感应极化场表现出非线性的性质，出射光和入射光不再保持简单的线性关系，电磁场之间发生能量交换，产生新频率的光场。绿光激光器不仅在医疗、显示、存储等领域有着广泛的用途，而且在生物和材料处理等领域起着不可替代的作用，比如陶瓷、强反射金属等特殊材料的精密加工。此外，由于绿光拥有更小的光斑直径、对大多数材料有着更高的吸收率，因此在高端激光应用方面也有着广泛前景。一般产生绿光的方法是由固体半导体激光器作为泵浦光源，再结合非线性倍频技术产生二倍频绿光。然而，用这种方法产生的绿光多为连续型多模激光，光束质量不好，不能满足工业上精细加工的需求。且系统中要使用大量光学元件，结构复杂，增加了调节难度，不利于工业化大批量生产。
技术实现思路
本技术实施例的目的是提供一种倍频脉冲激光器，该倍频脉冲激光器以脉冲激光器为激发光源，利用光纤放大单元进行功率放大，利用三硼酸锂晶体实现倍频光输出，具有结构简单、成本低、转换效率高的优点，可以用于更多的科研与工业应用方向。本技术实施例提供一种倍频脉冲激光器，包括种子光源、放大模块以及倍频模块；所述种子光源用于输出种子脉冲光束；所述放大模块设置于所述种子光源的输出端，所述放大模块包括至少一级光纤放大单元，所述光纤放大单元用于放大所述种子脉冲光束；所述倍频模块设置于所述放大模块的输出端，所述倍频模块包括三硼酸锂晶体和温度控制单元，所述三硼酸锂晶体用于使放大后的脉冲光束转换为二倍频脉冲光束，所述温度控制单元用于控制所述三硼酸锂晶体处于预设温度。可选的，所述倍频模块还包括准直器、二分之一波片、第一透镜、第二透镜、二向色镜以及滤光片；所述准直器、所述二分之一波片、所述第一透镜、所述三硼酸锂晶体、所述第二透镜、所述二向色镜和所述滤光片依次共光轴排列。可选的，所述预设温度为151.2℃。可选的，所述放大模块包括一级预放大光纤放大单元和二级主放大光纤放大单元。可选的，所述一级预放大光纤放大单元为单向泵浦或者双向泵浦的第一保偏型掺镱光纤放大器，所述二级主放大光纤放大单元为单向泵浦或者双向泵浦的第二保偏型掺镱光纤放大器。可选的，所述第一保偏型掺镱光纤放大器包括单包层掺镱光纤，所述第二保偏型掺镱光纤放大器包括双包层掺镱光纤。可选的，还包括单向传输模块，所述单向传输模块包括第一隔离器、第二隔离器和第三隔离器；所述第一隔离器的输入端与所述种子光源的输出端连接，输出端与所述一级预放大光纤放大单元的输入端连接；所述第二隔离器的输入端与所述一级预放大光纤放大单元的输出端连接，输出端与所述二级主放大光纤放大单元的输入端连接；所述第三隔离器的输入端与所述二级主放大光纤放大单元的输出端连接。可选的，还包括包层功率剥离器，所述包层功率剥离器的输入端与所述放大模块的最后一级光纤放大单元的输出端连接。可选的，所述种子脉冲光束为1064nm波长的保偏脉冲光束。可选的，所述倍频脉冲激光器中所用光纤均为保偏光纤。本技术实施例提供的倍频脉冲激光器，包括种子光源、放大模块以及倍频模块；种子光源用于输出种子脉冲光束；放大模块设置于种子光源的输出端，放大模块包括至少一级光纤放大单元，光纤放大单元用于放大种子脉冲光束；倍频模块设置于放大模块的输出端，倍频模块包括三硼酸锂晶体和温度控制单元，三硼酸锂晶体用于使放大后的脉冲光束转换为二倍频脉冲光束，温度控制单元用于控制三硼酸锂晶体处于预设温度。通过种子光源提供用于激发倍频晶体的种子脉冲光束，通过放大模块中的光纤放大单元放大种子脉冲光束，使脉冲光束的功率达到倍频所需的功率条件，通过三硼酸锂晶体作为倍频晶体，温度控制单元控制三硼酸锂晶体处于倍频效率最高的预设温度，实现高效率的二倍频激光输出，且该倍频脉冲激光器具有结构简单、成本低的优点。附图说明图1是本技术实施例提供的一种倍频脉冲激光器的结构示意图；图2是本技术实施例提供的一种倍频模块的结构示意图；图3是本技术实施例提供的放大模块的结构示意图；图4是本技术实施例提供的另一种倍频脉冲激光器的结构示意图；图5是本技术实施例提供的倍频脉冲激光器的放大模块输出的光谱示意图；图6是本技术实施例提供的倍频脉冲激光器的输出光谱示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。需要注意的是，本技术实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本技术实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。图1所示为本技术实施例提供的一种倍频脉冲激光器的结构示意图。参考图1，本实施例提供的倍频脉冲激光器包括种子光源10、放大模块20以及倍频模块30；种子光源10用于输出种子脉冲光束；放大模块20设置于种子光源10的输出端，放大模块20包括至少一级光纤放大单元(图1中未示出)，光纤放大单元用于放大种子脉冲光束；倍频模块30设置于放大模块20的输出端，倍频模块30包括三硼酸锂晶体31和温度控制单元32，三硼酸锂晶体31用于使放大后的脉冲光束转换为二倍频脉冲光束，温度控制单元32用于控制三硼酸锂晶体31处于预设温度。可以理解的是，三硼酸锂(LiB3O5，LBO)是一种非线性介质，光波在非线性介质中传输，本质上是电磁场与非线性介质相互作用的过程，非线性介质会产生相应的感应极化场。感应极化场的性质主要由电磁场决定。电磁场在非线性介质中传播有两种情况，即线性传播和非线性传播。两种传播方式会产生相应的感应极化场。当传播的光场强度(辐照强度)较弱时，非线性介质中产生的感应极化场是线性的，各电磁场之间，电磁场与介质之间均不会发生相互作用，传播过程中互不影响，出射光和入射光之间保持线性的关系；当传播的光场强度(电磁场强度)较强时，非线性介质的感应极化场表现出非线性的性质，出射光和入射光不再保持简单的线性关系，电磁场之间发生能量交换，产生新频率的光场。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倍频脉冲激光器，其特征在于，包括种子光源、放大模块以及倍频模块；/n所述种子光源用于输出种子脉冲光束；/n所述放大模块设置于所述种子光源的输出端，所述放大模块包括至少一级光纤放大单元，所述光纤放大单元用于放大所述种子脉冲光束；/n所述倍频模块设置于所述放大模块的输出端，所述倍频模块包括三硼酸锂晶体和温度控制单元，所述三硼酸锂晶体用于使放大后的脉冲光束转换为二倍频脉冲光束，所述温度控制单元用于控制所述三硼酸锂晶体处于预设温度。/n

【技术特征摘要】
1.一种倍频脉冲激光器，其特征在于，包括种子光源、放大模块以及倍频模块；
所述种子光源用于输出种子脉冲光束；
所述放大模块设置于所述种子光源的输出端，所述放大模块包括至少一级光纤放大单元，所述光纤放大单元用于放大所述种子脉冲光束；
所述倍频模块设置于所述放大模块的输出端，所述倍频模块包括三硼酸锂晶体和温度控制单元，所述三硼酸锂晶体用于使放大后的脉冲光束转换为二倍频脉冲光束，所述温度控制单元用于控制所述三硼酸锂晶体处于预设温度。


2.根据权利要求1所述的倍频脉冲激光器，其特征在于，所述倍频模块还包括准直器、二分之一波片、第一透镜、第二透镜、二向色镜以及滤光片；
所述准直器、所述二分之一波片、所述第一透镜、所述三硼酸锂晶体、所述第二透镜、所述二向色镜和所述滤光片依次共光轴排列。


3.根据权利要求1所述的倍频脉冲激光器，其特征在于，所述预设温度为151.2℃。


4.根据权利要求1所述的倍频脉冲激光器，其特征在于，所述放大模块包括一级预放大光纤放大单元和二级主放大光纤放大单元。


5.根据权利要求4所述的倍频脉冲激光器，其特征在于，所述一级预放大光纤放大单元为单向泵浦或者双向泵浦的第一保偏型掺镱光纤放大器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨松，
申请(专利权)人：上海瀚宇光纤通信技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31