一种高频率高能量脉冲单频激光器制造技术

本发明专利技术提供一种高频率高能量脉冲单频激光器，种子源单元、布置于输出光路上的半导体光放大单元和布置于调制光路上的被动调制器件单元，所述被动调制器件单元包括半导体可饱和吸收镜。本发明专利技术采用单频半导体种子源和MOPA放大，再利用可饱和吸收体来实现被动自锁模的混合型高能量脉冲单频激光器，特别针对量子导航以及高光谱分辨率雷达的应用。航以及高光谱分辨率雷达的应用。航以及高光谱分辨率雷达的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种高频率高能量脉冲单频激光器


[0001]本专利技术涉及激光
，更具体地，涉及一种高频率高能量脉冲单频激光器。

技术介绍

[0002]单频激光在量子导航领域有着不可替代的作用，而半导体激光器在具有优秀的单频性时，却难以兼顾高功率输出的问题，于是功率放大模块就非常的必要，MOPA放大就是一种相对成熟且有效的方案，单级放大就可以得到瓦级功率输出，可参见图1。该方式中仅需利用2个有源光器件和少数无源光器件，系统复杂度低，且直接采用电光转化实现功率放大，系统功耗较低。但是这种高功率单频光纤激光器很难能够实现高能量脉冲输出。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种高频率高能量脉冲单频激光器，包括种子源单元、布置于输出光路上的半导体光放大单元和布置于调制光路上的被动调制器件单元，所述被动调制器件单元包括半导体可饱和吸收镜；
[0004]种子源单元输出单频种子激光，经过所述半导体光放大单元将所述单频种子激光进行功率放大后第一路种子激光通过输出光路直接输出，第二路种子激光通过调制光路聚焦于半导体可饱和吸收镜上，经过所述半导体可饱和吸收镜产生脉冲，所述脉冲经过所述半导体可饱和吸收镜的反射对所述第一路种子激光进行脉冲调制，使得所有的种子激光输出均为脉冲单频激光。
[0005]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作出如下改进。
[0006]可选的，所述输出光路上还依次设置有第一半波片、矩形透镜、第二半波片、偏振分光棱镜和第三半波片，所述种子源单元和所述第一半波片之间设置有第一光隔离器，所述第三半波片之后均设置有第二光隔离器，所述半导体光放大单元设置于所述第一半波片与所述矩形透镜之间；
[0007]所述单频分布反馈式半导体激光器种子源，用于输出种子激光；
[0008]所述第一光隔离器，用于隔离种子激光的背向散射光；
[0009]所述第一半波片，用于控制注入所述半导体光放大单元的激光的偏振方向；
[0010]所述半导体光放大单元，用于将种子激光的功率放大至瓦量级；
[0011]所述矩形透镜，用于将放大后的线状光束整形成点状；
[0012]所述偏振分光棱镜以及所述第二半波片和第三半波片，用于将激光束分为两路，第一路经过所述第二光隔离器输出，第二路经过调制光路。
[0013]可选的，所述调制光路上在所述半导体可饱和吸收镜之间还设置有非球面聚焦镜，所述非球面聚焦镜用于聚焦平行光，所述半导体可饱和吸收镜为全反镜，用于实现被动锁模输出，对输出光路上的激光进行调制。
[0014]可选的，所述种子源单元为单频分布反馈式半导体激光器种子源。
[0015]可选的，所述种子源单元为DFB/DBR单频光纤激光种子源，其输出10mW量级的单频
激光。
[0016]可选的，所述种子源单元、第一光隔离器、第一半波片、第二半波片、偏振分光棱镜、第三半波片和第二光隔离器的频率相同。
[0017]本专利技术提供的一种高频率高能量脉冲单频激光器，将高功率放大器、半导体激光器和可饱和吸收体相结合的混合型高功率高能量单频激光器，兼顾单频半导体激光器和被动锁模脉冲激光的优势，在不影响激光器单频性能的前提下，简化光路结构，降低有源光器件数量，同时降低系统功耗和系统复杂度，可以更好地满足实际应用的需求。
附图说明
[0018]图1为现有技术中的高功率单频半导体激光组成结构示意图；
[0019]图2为本专利技术提供的一种高频率高能量脉冲单频激光器的组成结构示意图。
[0020]附图中，各标号所代表的元器件名称为：
[0021]1、780nm单频分布反馈式半导体激光器种子源、2、第一780nm光隔离器，3、第一780nm半波片，4、锥形光放大器，5、矩形透镜，6、第二780nm半波片，7、780nm偏振分光棱镜，8、第三780nm半波片，9、第二780nm光隔离器，10、非球面聚焦镜，11、半导体可饱和吸收镜。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。另外，本专利技术提供的各个实施例或单个实施例中的技术特征可以相互任意结合，以形成可行的技术方案，这种结合不受步骤先后次序和/或结构组成模式的约束，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时，应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0023]基于现有高功率单频光纤激光器很难能够实现高能量脉冲输出，本专利技术利用可饱和吸收体，可以实现高能量高功率，单频性好的高质量激光输出。
[0024]基于可饱和吸收体来实现被动调制，实现调Q或者锁模脉冲激光的输出，一直是很好的脉冲激光实现方案，可饱和吸收体相对于主动调制需要的器件相对更便宜，而且在光路组成上更为简单。
[0025]参见图2，为本专利技术提供的一种高频率高能量脉冲单频激光器，主要包括种子源单元、布置于输出光路上的半导体光放大单元和布置于调制光路上的被动调制器件单元，所述被动调制器件单元包括半导体可饱和吸收镜。
[0026]其中，种子源单元输出单频种子激光，经过所述半导体光放大单元将所述单频种子激光进行功率放大后第一路种子激光通过输出光路直接输出，第二路种子激光通过调制光路聚焦于半导体可饱和吸收镜上，经过所述半导体可饱和吸收镜产生脉冲，所述脉冲经过所述半导体可饱和吸收镜的反射对所述第一路种子激光进行脉冲调制，使得所有的种子激光输出均为脉冲单频激光。
[0027]可理解的是，本专利技术提供的激光器主要包括种子源单元、半导体光放大单元、被动
调制器件单元三部分，三者均为空间光结构。通过种子源输出种子激光，半导体光放大器进行功率放大，最后将激光聚焦在半导体可饱和吸收镜SESAM上，利用可饱和吸收体的非线性效应实现锁模脉冲输出。
[0028]其中，输出光路上还依次设置有第一半波片、矩形透镜、第二半波片、偏振分光棱镜和第三半波片，所述种子源单元和所述第一半波片之间设置有第一光隔离器，所述第三半波片之后均设置有第二光隔离器，所述半导体光放大单元设置于所述第一半波片与所述矩形透镜之间。
[0029]单频分布反馈式半导体激光器种子源，用于输出种子激光；第一光隔离器，用于隔离种子激光的背向散射光；第一半波片，用于控制注入所述半导体光放大单元的激光的偏振方向；半导体光放大单元，用于将种子激光的功率放大至瓦量级；矩形透镜，用于将放大后的线状光束整形成点状；偏振分光棱镜以及所述第二半波片和第三半波片，用于将激光束分为两路，第一路经过所述第二光隔离器输出，第二路经过调制光路。
[0030]调制光路上在半导体可饱和吸收镜之间还设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频率高能量脉冲单频激光器，其特征在于，包括种子源单元、布置于输出光路上的半导体光放大单元和布置于调制光路上的被动调制器件单元，所述被动调制器件单元包括半导体可饱和吸收镜；种子源单元输出单频种子激光，经过所述半导体光放大单元将所述单频种子激光进行功率放大后第一路种子激光通过输出光路直接输出，第二路种子激光通过调制光路聚焦于半导体可饱和吸收镜上，经过所述半导体可饱和吸收镜产生脉冲，所述脉冲经过所述半导体可饱和吸收镜的反射对所述第一路种子激光进行脉冲调制，使得所有的种子激光输出均为脉冲单频激光。2.根据权利要求1所述的高频率高能量脉冲单频激光器，其特征在于，所述输出光路上还依次设置有第一半波片、矩形透镜、第二半波片、偏振分光棱镜和第三半波片，所述种子源单元和所述第一半波片之间设置有第一光隔离器，所述第三半波片之后均设置有第二光隔离器，所述半导体光放大单元设置于所述第一半波片与所述矩形透镜之间；所述单频分布反馈式半导体激光器种子源，用于输出种子激光；所述第一光隔离器，用于隔离种子激光的背向散射光；所述第一半波片，用于控制注入所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：池皓，高俊，熊波涛，陈新文，
申请(专利权)人：华中光电技术研究所中国船舶重工集团公司第七一七研究所，
类型：发明
国别省市：