一种单频可调谐1342nm连续光的单级及多级放大方法技术

本发明专利技术公开了一种单频可调谐1342nm连续光的单级及多级放大方法，所述单级放大方法包括以下步骤：1342nm种子光经过光整形透镜组的整形后，经第一透反镜的反射注入到第一放大增益介质内，第一泵浦耦合装置将光纤出射的880nm泵浦激光整形会聚，经过第一透反镜后，聚焦到第一放大增益介质内，种子激光传播方向与泵浦激光同方向，经泵浦被放大的激光从第一放大增益介质经过单透镜再次聚焦进行第二放大增益介质内，此时第二泵浦耦合装置将泵浦光整形聚焦注入到第二放大增益介质内，激光传播方向与泵浦光逆向，经泵浦后再次放大，放大后的激光经第二透反镜反射出去。经过多级放大后激光功率从百毫瓦提高到百瓦级水平。光功率从百毫瓦提高到百瓦级水平。光功率从百毫瓦提高到百瓦级水平。

【技术实现步骤摘要】
一种单频可调谐1342nm连续光的单级及多级放大方法


[0001]本专利技术涉及激光器
，特别是涉及一种单级的单频可调谐1342nm连续光的放大方法。

技术介绍

[0002]1.3μm波段的激光在光纤通讯、视频显示、激光彩色全息、激光美容及医疗、科学研究等领域有着广泛的应用前景。高功率和高光束质量的1342nm激光可应用于非线性变频，如二倍频可获得高功率的671nm红光。1342nm的四倍频336nm光可广泛用于光生物学、光医学和光成像等。
[0003]目前市场上，出射连续可调谐1342nm单频激光的固体激光器都有着能量较低的缺点，为了获得较高功率的单频连续可调谐激光器，需要对可调谐1342nm单频连续光进行放大，使得激光器输出的激光满足单频、窄线宽、高频率稳定度和高能量等特点。传统的泵浦光从正反两个方向纵向泵浦到同一个增益介质的放大器结构，存在热效应高，激光准直难度大，激光放大效率低的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术中激光器存在的技术缺陷，而提供一种单频可调谐1342nm连续光的单级放大方法。
[0005]本专利技术的另一个目的是提供一种单频可调谐1342nm连续光的多级放大方法。
[0006]为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：
[0007]一种单频可调谐1342nm连续光的单级放大方法，1342nm种子光经过光整形透镜组的整形后，经第一透反镜的反射注入到第一放大增益介质内，第一泵浦耦合装置将光纤出射的880nm泵浦激光整形会聚，经过第一透反镜后，聚焦到第一放大增益介质内，种子激光传播方向与泵浦激光同方向，经泵浦被放大的激光从第一放大增益介质经过单透镜再次聚焦进行第二放大增益介质内，此时第二泵浦耦合装置将泵浦光整形聚焦注入到第二放大增益介质内，激光传播方向与泵浦光逆向，经泵浦后再次放大，放大后的激光经第二透反镜反射出去。
[0008]在上述技术方案中，单频可调谐1342nm连续光通过直腔放大器进行放大，所述直腔放大器包括对种子光进行整形的整形透镜组以及同光轴设置的一个单透镜、两个泵浦耦合装置、两个透反镜和两个放大增益介质，其中：
[0009]两个放大增益介质分别位于所述单透镜的两侧，每一个透反镜位于一个泵浦耦合装置和一个放大增益介质之间，两个泵浦耦合装置的出光方向相对，第一透反镜将整形透镜组发出的光折射至第一放大增益介质内，第二放大增益介质发出的光通过第二透反镜反射出去。
[0010]在上述技术方案中，所述整形透镜组包括隔离器和位于所述隔离器两侧的第一透镜和第二透镜。
[0011]在上述技术方案中，所述第一透镜为整形透镜，所述第二透镜为聚焦透镜。
[0012]在上述技术方案中，所述第一透反镜和第二透反镜与所述光轴之间的夹角均为45
°
，所述第一透反镜和第二透反镜平行设置，所述第一透反镜和第二透反镜对种子光为45度全反，对泵浦光45度全透。
[0013]在上述技术方案中，所述放大增益介质为YVO4
‑
Nd:YVO4键和晶体。
[0014]在上述技术方案中，所述放大增益介质由紫铜包裹，由TEC制冷片控温。
[0015]在上述技术方案中，所述泵浦耦合装置内部为透镜组，优选的，种子光光斑与所述泵浦耦合装置的聚焦光斑的直径比为0.8。
[0016]本专利技术的另一方面，一种单频可调谐1342nm连续光的多级放大方法，包括以下步骤：
[0017]步骤1，在第一级直腔放大器中，1342nm种子光经过光整形透镜组的整形后，经第一透反镜的反射注入到第一放大增益介质内，第一泵浦耦合装置将光纤出射的880nm泵浦激光整形会聚，经过第一透反镜后，聚焦到第一放大增益介质内，种子激光传播方向与泵浦激光同方向，经泵浦被放大的激光从第一放大增益介质经过单透镜再次聚焦进行第二放大增益介质内，此时第二泵浦耦合装置将泵浦光整形聚焦注入到第二放大增益介质内，激光传播方向与泵浦光逆向，经泵浦后再次放大，放大后的激光经第二透反镜反射出去；
[0018]步骤2，第一级直腔放大器的第二透反镜反射出去的光进入下一级直腔放大器的光整形透镜组；
[0019]步骤3，重复步骤1
‑
2进行逐级放大，直至最后一级直腔放大器的第二透反镜反射将激光反射出。
[0020]在上述技术方案中，所述多级放大方法通过N级直腔放大器完成，前一个的所述直腔放大器的第二透反镜反射出的光照射至后一个相邻的所述直腔放大器的光整形透镜组内，N为大于等于2的自然数；
[0021]每一级所述直腔放大器包括对种子光进行整形的整形透镜组以及同光轴设置的一个单透镜、两个泵浦耦合装置、两个透反镜和两个放大增益介质，其中：
[0022]两个放大增益介质分别位于所述单透镜的两侧，每一个透反镜位于一个泵浦耦合装置和一个放大增益介质之间，两个泵浦耦合装置的出光方向相对，第一透反镜将整形透镜组发出的光折射至第一放大增益介质内，第二放大增益介质发出的光通过第二透反镜反射出去。
[0023]在上述技术方案中，N＝4或5。
[0024]在上述技术方案中，多级所述直腔放大器结构相同参数不同，随着种子光激光功率增大，泵浦光的功率增大，泵浦光经泵浦耦合装置聚焦后的光斑增大，激光晶体(YVO4
‑
Nd:YVO4键和晶体)的掺杂浓度降低，激光晶体的长度增加。
[0025]在上述技术方案中，当N＝5时，第一级、第二级、第三级、第四级和第五级直腔放大器的泵浦耦合装置的倍率分别为1：1.5、1：2、1：2、1：3和1：4。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027]1.本专利技术的放大方法通过对低能量的单频连续可调谐1342nm种子光进行双端正逆两个方向进行直腔放大，放大增益介质一分为两个，这样可以大大降低晶体的热效应，降低激光准直难度，使激光放大效率增大。
[0028]2.本专利技术的放大方法可将低功率的种子光进行放大，使得能量提高，并且可以保持种子光的优质特性。
[0029]3.本专利技术的多级放大方法可以解决激光能量低的缺点，同时又保留了种子源的光谱特性，并且可获得高光束质量的激光。通过多级放大，获得具有单纵模、窄线宽、频率可调谐、高能量、高质量的光束，使激光功率从百毫瓦提高到百瓦级水平。
附图说明
[0030]图1是实施例1直腔放大器的结构示意图。
[0031]图2是实施例3多级直腔放大系统的结构示意图。
[0032]图中：1
‑
隔离器，2
‑
隔离器，3
‑
第二透镜，4
‑
第一泵浦耦合装置，5
‑
第一透反镜，6
‑
第一放大增益介质，7
‑
第二放大增益介质，8
‑
第二透反镜，9
‑
第二泵浦耦合装置，10
‑
单透镜，11
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单频可调谐1342nm连续光的单级放大方法，其特征在于，1342nm种子光经过光整形透镜组的整形后，经第一透反镜的反射注入到第一放大增益介质内，第一泵浦耦合装置将光纤出射的880nm泵浦激光整形会聚，经过第一透反镜后，聚焦到第一放大增益介质内，种子激光传播方向与泵浦激光同方向，经泵浦被放大的激光从第一放大增益介质经过单透镜再次聚焦进行第二放大增益介质内，此时第二泵浦耦合装置将泵浦光整形聚焦注入到第二放大增益介质内，激光传播方向与泵浦光逆向，经泵浦后再次放大，放大后的激光经第二透反镜反射出去。2.如权利要求1所述的单级放大方法，其特征在于，单频可调谐1342nm连续光通过直腔放大器进行放大，所述直腔放大器包括对种子光进行整形的整形透镜组以及同光轴设置的一个单透镜、两个泵浦耦合装置、两个透反镜和两个放大增益介质，其中：两个放大增益介质分别位于所述单透镜的两侧，每一个透反镜位于一个泵浦耦合装置和一个放大增益介质之间，两个泵浦耦合装置的出光方向相对，第一透反镜将整形透镜组发出的光折射至第一放大增益介质内，第二放大增益介质发出的光通过第二透反镜反射出去。3.如权利要求2所述的单级放大方法，其特征在于，所述整形透镜组包括隔离器和位于所述隔离器两侧的第一透镜和第二透镜。4.如权利要求3所述的单级放大方法，其特征在于，所述第一透镜为整形透镜，所述第二透镜为聚焦透镜。5.如权利要求2所述的单级放大方法，其特征在于，所述第一透反镜和第二透反镜与所述光轴之间的夹角均为45
°
，所述第一透反镜和第二透反镜平行设置，所述第一透反镜和第二透反镜对种子光为45度全反，对泵浦光45度全透。6.如权利要求2所述的单级放大方法，其特征在于，所述放大增益介质为YVO4
‑
Nd:YVO4键和晶体。7.如权利要求2所述的单级放大方法，其特征在于，所述放大增益介质由紫铜包裹，由TEC制冷片控温。8.如权利要求2所述的单级放大方法，其特征在于，所述泵浦耦合装置内部为透镜组，优选的，种子光光斑与所述泵浦耦合装置的聚焦光斑的直径比为0.8。9.一种单频可调谐1342nm连续光的多级放大...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙桂侠，熊明，凌菲彤，王晓鹏，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：发明
国别省市：