本发明专利技术是一种瓦级９８０ｎｍ单模掺镱光纤激光器及其倍频系统。Ｎｄ：ＹＡＧ固体激光器泵浦源采用折叠式泵浦方式入射到单模掺镱光纤中，光纤激光器的谐振腔是整个单模掺镱光纤，单模掺镱光纤的两０度角光纤端面作为谐振腔的腔镜，通过合理选择光纤长度来抑制四能级起振和实现９８０ｎｍ激光的最大输出，使用倍频晶体ＢＩＢＯ对９８０ｎｍ激光进行倍频获得４９０．８ｎｍ的蓝光。通过这套结构简单，操作方便的系统实现了瓦级单模９８０ｎｍ激光输出，倍频后获得了１５ｍＷ的４９０．８ｎｍ蓝光。这种９８０ｎｍ单模掺镱光纤激光器可作为掺铒光纤放大器的泵浦光源，广泛应用于通信。倍频后获得的４９０．８ｎｍ蓝光可应用于海底通信，海洋资源探测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种瓦级980nm单模掺镱光纤激光器和其倍频系统，属激光技 术领域。
技术介绍
光纤激光器是以掺有稀土离子的光纤作为增益介质的激光器，随着掺杂技 术不断发展，掺杂光纤的设计与制造的水平也在逐步提高，加上高功率半导 体激光器的飞速发展，使得光纤激光器的优势特点在激光加工、激光医疗、 光通信及国防等应用领域得到充分的发挥，与传统的固体激光器竞争，成为 当前激光领域中发展最快的激光技术之一 。在众多的惨杂光纤激光器中，掺镱光纤激光器发展最为迅速。当前高功率 的光纤激光器主要以四能级的掺镱光纤激光器为主。与其他掺杂光纤激光器 相比，它不存在激发态吸收(ESA)，不存在浓度淬灭效应和量子转换效率高的 优点。准三能级掺镱光纤激光器的输出波长为980nm， 980nm激光器是掺铒光 纤放大器的重要泵浦光源。随着密集波分复用的频道数的增加，对掺铒光纤 放大器输出激光的功率提出了越来越高的要求，获得高功率高光束质量980nm 激光源就成为需要解决的关键问题之一。另外980nm激光通过倍频还可以获 得490nm蓝绿光的输出，490nm蓝绿波段是海水的窗口波段，在海底通信，海 洋资源探测中具有重要应用。准三能级单模惨镱光纤激光器在国内鲜有报道，在国外报道也不多。2000 年Corning公司用1. 1W的Nd:YAG (掺钕的钇铝石榴石)固体激光器泵浦单包 层掺镱全光纤激光器获得了 0. 65W的单模980nm激光。2005年巴黎南大学用 915mnNd:YV04 (掺钕的钒酸钇)固体激光器泵浦单模掺镱光纤激光器获得了 2W的978nm激光输出，经过PPLN (周期性极化铌酸锂)倍频晶体获得83mW 的489nm的蓝绿光。全光纤激光器利用光栅为反馈腔镜和输出镜实验了 980nm小功率输出，这种简单方便的结构是准三能级掺镱光纤激光器的发展趋势， 但是这种激光器输出功率较小，不能满足一些应用中的要求。使用一般的平镜作为腔镜实验2W978nm输出的光纤激光器结构复杂，稳定性差，并且由于 倍频晶体PPLN的接受波长和温度带宽都很小，而且周期性极化晶体的厚度方 向尺寸很小，这对输出980nm的光束质量和聚焦系统均有很高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种瓦级980nm单模掺镱光纤激光器和其倍频 系统，本专利技术具有功率大、结构简单、操作方便的优点。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。本专利技术包括沿光的传 播方向依次设置的808nm半导体激光器、第一透镜、第二透镜、946nmNd:YAG 固体激光器、946nm高反镜、第一二色镜、第三透镜、单模掺镱光纤、第四透 镜、第二二色镜和倍频系统。所述的946nmNd:YAG固体激光器包括Nd:YAG晶 体和凹面输出镜。所述的倍频系统包括第五透镜、第一BIBO晶体、第一滤光 镜、第六透镜、第二BIBO晶体和第二滤光镜。从808nm半导体激光器发出 的激光依次经过第一透镜、第二透镜准直聚焦后，泵浦Nd:YAG晶体； 946nmNd:YAG固体激光器通过凹面输出镜5输出946nm激光，946nm激光依次 经过946nm高反镜和第一二色镜折叠，再经过第三透镜聚焦到单模掺镱光纤 中，980nm激光和剩余的946nm泵浦光从单模掺镱光纤的两端面出射，分别经 过第三透镜和第四透镜准直后，又分别透过第一二色镜和第二二色镜滤光得 到980nm激光，从第一二色镜和第二二色镜出射的980rnn激光激光分别通过 倍频系统中的第六透镜和第五透镜聚焦到第二BIBO晶体和第一BIBO晶体上 进行倍频，再分别经过第二滤光镜和第一滤光镜将980nm基频光滤除，获得 490. 8nm蓝光输出。本专利技术用结构最简单的谐振腔实现了 946nm泵浦的瓦级准三能级单模掺 镱光纤激光器，通过对光纤长度的选择获得980nm激光的最大输出，并且采 用块状的倍频晶体BIBO构成了结构简单，操作方便的倍频系统，较容易地实现了对单模宽线宽980nm激光的倍频，倍频后获得了 15mW的490. 8nm蓝光。 这种980nm单模惨镱光纤激光器可作为掺铒光纤放大器的泵浦光源，广泛应 用于通信，倍频后获得490.8nm蓝光可应用于海底通信，海洋资源探测。 附图说明图1本专利技术946nm固体激光器泵浦准三能级单模掺镱光纤激光器及倍频系统 的结构示意图图中1. 808nm半导体激光器，2.第一透镜，3.第二透镜，4. Nd:YAG 晶体，5.凹面输出镜，6.946nm高反镜，7.第一二色镜，8.第三透镜，9.单模 掺镱光纤，IO.第四透镜，ll.第二二色镜，12.第五透镜，13.第一BIB0晶体， 14.第一滤光镜，15.第六透镜，16.第二BIBO晶体，17.第二滤光镜。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明如图1所示，本实施例包括带尾纤的808nm半导体激光器1、第一透镜2、 第二透镜3、 946nmNd:YAG固体激光器、946nm高反镜6、第一二色镜7、第三 透镜8、单模掺镱光纤9、第四透镜IO、第二二色镜ll和倍频系统。所述的 946nmNd:YAG固体激光器包括Nd:YAG晶体4和凹面输出镜5。所述的倍频系 统包括第五透镜12、第一 BIBO晶体13、第一滤光镜14、第六透镜15、第 二 BIBO晶体16和第二滤光镜17。如图1所示808nm半导体激光器1发出的激光通过芯径200 u m、数值 孔径为0. 22的尾纤输出，LD最大电流32. 8A对应808nm激光最大输出功率为 23.4W。 808nm光依次经过两焦距均为25mm的第一凸透镜2、第二凸透镜3准 直聚焦后，泵浦Nd:YAG晶体，Nd:YAG固体激光器通过凹面输出镜5输出946nm 激光，其输出最大为4. 23W的946nm的激光(电流1=32. 8A)，其最大基模输 出功率为3. 44W (电流I=28A)。 946nm激光依次通过946nm高反镜6和第一二 色镜7折叠，再经过第三透镜8 (焦距f42.7)聚焦到36mm的单模惨镱光纤 9中，946mn光基模输出时的入纤耦合效率为58. 1%。 980nm激光从单模掺镱光纤9的两端面出射，分别经过第三透镜8、第四透镜10准直后，又分别通 过第一二色镜7、第二二色镜11出射，第一二色镜7、第二二色镜11是对946nm 光高反，对980nm光高透，起滤光的作用。测量得到从第一二色镜7出射的 激光最大功率为642mW，从第二二色镜ll出射的激光最大功率为681mW，泵 浦光阈值约为68mW，激光器的总斜效率为75. 3%，光转化效率为66% (从入纤 946nm泵浦光到980nm激光输出)。激光在978nm 982nm均有输出，输出线宽 为4nm，中心波长为980nm。将从第一二色镜7、第二二色镜11出射的单模980mn激光分别通过第六透 镜15和第五透镜12聚焦到两个3X3X10 (mm)未镀膜的第二 BIBO晶体16 和第以BIBO晶体13上进行倍频，再经过第二滤光镜17和第一滤光镜14，将 980nm基频光滤除，最后获得了总功率为15mW的490. 8nm蓝绿激光，倍频转 化效率为1. 1%。946nmNd:YAG端泵固体激光器4是掺镱光纤激光器的泵浦源。单模掺镱光 纤在946mn处的吸本文档来自技高网...
【技术保护点】
瓦级９８０ｎｍ单模掺镱光纤激光器及其倍频系统，包括沿光的传播方向依次设置的８０８ｎｍ半导体激光器（１）、第一透镜（２）、第二透镜（３）、９４６ｎｍＮｄ：ＹＡＧ固体激光器；所述的９４６ｎｍＮｄ：ＹＡＧ固体激光器包括Ｎｄ：ＹＡＧ晶体（４）和凹面输出镜（５）；其特征在于：还包括９４６ｎｍ高反镜（６）、第一二色镜（７）、第三透镜（８）、单模掺镱光纤（９）、第四透镜（１０）、第二二色镜（１１）和倍频系统；所述的倍频系统包括第五透镜（１２）、第一ＢＩＢＯ晶体（１３）、第一滤光镜（１４）、第六透镜（１５）、第二ＢＩＢＯ晶体（１６）和第二滤光镜（１７）；从８０８ｎｍ半导体激光器（１）发出的激光依次经过第一透镜（２）、第二透镜（３）准直聚焦后，泵浦Ｎｄ：ＹＡＧ晶体（４）；９４６ｎｍＮｄ：ＹＡＧ固体激光器通过凹面输出镜（５）输出９４６ｎｍ激光，９４６ｎｍ激光依次经过９４６ｎｍ高反镜（６）和第一二色镜（７）折叠，再经过第三透镜（８）聚焦到单模掺镱光纤（９）中，９８０ｎｍ激光和剩余的９４６ｎｍ泵浦光从单模掺镱光纤（９）的两端面出射，分别经过第三透镜（８）和第四透镜（１０）准直后，再分别透过第一二色镜（７）和第二二色镜（１１）滤光得到９８０ｎｍ激光，从第一二色镜（７）和第二二色镜（１１）出射的９８０ｎｍ激光激光分别通过倍频系统中的第六透镜（１５）和第五透镜（１２）聚焦到第二ＢＩＢＯ晶体（１６）和第一ＢＩＢＯ晶体（１３）上进行倍频，再分别经过第二滤光镜（１７）和第一滤光镜（１４）将９８０ｎｍ基频光滤除，获得４９０．８ｎｍ蓝光输出。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李平雪，李港，邹淑珍，陈檬，王凌昊，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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