频谱波长可调的掺铥光纤激光器及频谱波长调节方法技术

本发明专利技术提供一种频谱波长可调的掺铥光纤激光器及频谱波长调节方法，掺铥光纤激光器采用环形腔设计，包括作为增益介质的掺铥光纤和限制光单方向传播的光隔离器，还包括F

【技术实现步骤摘要】
频谱波长可调的掺铥光纤激光器及频谱波长调节方法


[0001]本专利技术涉及光纤激光器
，具体涉及一种频谱波长可调的掺铥光纤激光器及频谱波长调节方法。

技术介绍

[0002]光纤激光器因其具有体积小、激光束质量高、能量转换率高等优点，得到了快速的发展以及广泛的应用。掺铥光纤激光器可以发射波长范围在2000
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5000nm、甚至更长波长的中红外波段的激光，该波段的激光对人眼是安全的，并且具有很强的大气穿透能力，可以应用在气象监测、空间光通信、激光测距、激光雷达等方面。此外，由于水分子在波长2000nm附近具有一个很强的吸收峰，而人体组织中含有大量的水，波长2000nm左右的激光射入人体组织中，可以加快人体组织内血液凝结，因此，可以将掺铥光纤激光器用于医疗以及人体外科手术治疗中。
[0003]掺铥光纤激光器基本可以分为直线型和环形腔型两类，根据激光器结构中各个元件的不同，可以构成不同性能的激光器。关于掺铥光纤激光器，主要的性能有波长、稳定性、重复率以及功率等，其中波长可调谐、稳定性好是掺铥光纤激光器得以应用的基本性能要求。
[0004]为实现光纤激光器波长调谐，一些方案被提出，如在激光器结构中增加波长选择元件，如光纤光栅、光纤马赫
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曾德滤波器、光纤法布里
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珀罗(Fabry
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Perot)滤波器等；再如浙江师范大学硕士学位论文《波长可调谐的掺铥光纤激光器》公开了一种液位控制的波长可调谐的掺铥光纤激光器以及一种电流控制的波长可调谐的掺铥光纤激光器。其中光纤法布里
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珀罗(Fabry
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Perot)滤波器通常采用两个相互平行的独有高反射率膜的光学平板组作为F
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P谐振器，由于光波对两个光学平板之间的间隔非常敏感，只要间隔出现细微的变化，就会对光纤激光器的波长产生大的影响，因此，可以通过调节两个光学平板之间的距离实现波长调谐，但是需要对两个光学平板之间的间隔进行非常精细的调节，才可以满足对光纤激光器波长进行精细调节的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种频谱波长可调的掺铥光纤激光器及频谱波长调节方法，其可以通过对F
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P标准具的两个光学平面之间的间隔进行精细调节以实现对掺铥光纤激光器的频谱波长的精细调节。
[0006]本专利技术的第一方面提供一种频谱波长可调的掺铥光纤激光器，采用环形腔设计，包括作为增益介质的掺铥光纤和限制光单方向传播的光隔离器，还包括F
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P标准具和MC控制电路板，所述MC控制电路板上设置有微步电机和控制电路，所述微步电机与所述F
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P标准具的两个平行的光学平面中的一个光学平面连接，所述控制电路用于控制所述微步电机运行，进而控制与所述微步电机连接的一个光学平面移动。
[0007]优选的是，所述F
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P标准具的与微步电机连接的光学平面设置于专用导轨上。
[0008]上述任一方案优选的是，所述MC控制电路板与控制器连接，用于接收所述控制器下发的调谐命令。
[0009]上述任一方案优选的是，所述掺铥光纤为高掺杂浓度光纤。
[0010]上述任一方案优选的是，所述掺铥光纤激光器还包括泵浦源和波分复用器，所述波分复用器用于将泵浦源发出的泵浦光耦合进入掺铥光纤激光器的环形腔，进而激发所述掺铥光纤发出激光。
[0011]上述任一方案优选的是，所述掺铥光纤激光器还包括偏振控制器，所述偏振控制器用于控制光的偏振态。
[0012]上述任一方案优选的是，所述偏振控制器设置有卡槽，裸纤设置于所述卡槽内并被夹紧，通过旋转与所述卡槽连接的机械轴以及螺丝，调节光的偏振态。
[0013]上述任一方案优选的是，所述掺铥光纤激光器还包括分光器，所述分光器设置于所述偏振控制器与所述波分复用器之间，且调谐后的激光信号通过所述分光器射出。
[0014]上述任一方案优选的是，所述波分复用器、所述掺铥光纤、所述F
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P标准具、所述光隔离器、所述偏振控制器和所述分光器构成所述掺铥光纤激光器的环形腔。
[0015]本专利技术的第二方面提供一种所述频谱波长可调的掺铥光纤激光器的频谱波长调节方法，包括：
[0016]控制器向MC控制电路板下发调谐命令；
[0017]控制电路根据调谐命令控制微步电机旋转相应的步数；
[0018]微步电机带动与其连接的光学平面沿导轨移动相应的距离。
[0019]本专利技术的频谱波长可调的掺铥光纤激光器及频谱波长调节方法具有以下有益效果：
[0020]1、在现有环形腔型掺铥光纤激光器的结构的基础上，增加MC控制电路板，通过控制器控制MC控制电路板上的微步电机运行，进而由微步电机带动与其连接F
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P标准具的光学平面移动，改变F
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P标准具的两个平行的光学平面之间的间隔，进而改变F
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P标准具的中心波长，实现对环形腔型掺铥光纤激光器的频谱波长的调节；
[0021]2、通过控制器精确静置微步电机的运行，进而实现对F
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P标准具的与微步电机连接的光学平面移动距离进行精确控制，实现环形腔型掺铥光纤激光器的频谱波长的精确调节。
附图说明
[0022]图1为按照本专利技术的频谱波长可调的掺铥光纤激光器的一优选实施例的结构示意图。
[0023]图2为按照本专利技术的频谱波长可调的掺铥光纤激光器的频谱波长调节方法的一优选实施例的工作流程示意图。
具体实施方式
[0024]为了更好地理解本专利技术，下面结合具体实施例对本专利技术作详细说明。
[0025]实施例1
[0026]如图1所示，一种频谱波长可调的掺铥光纤激光器，采用环形腔设计，包括作为增
益介质的掺铥光纤30和限制光单方向传播的光隔离器70，还包括F
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P标准具40和MC控制电路板50，所述MC控制电路板50上设置有微步电机和控制电路，所述微步电机与所述F
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P标准具40的两个平行的光学平面中的一个光学平面连接，所述控制电路用于控制所述微步电机运行，进而控制与所述微步电机连接的光学平面移动。所述MC控制电路板40与控制器50连接，用于接收所述控制器50下发的调谐命令。
[0027]需要说明的是，所述F
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P(Fabry
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Parot，法布里
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珀罗)标准具是一种精密的光学元器件，其包括由两个平行的光学平面构成的空气平行腔，所述光学平面一般为内表面镀以高反射率的银膜或铝膜的玻璃。所述F
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P标准具因为具有非常广泛的用途而在光学器件中占据重要地位，F
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P标准具的主要用途包括：用于高分辨率的干涉分光仪器、用于研究波长靠近的谱线、用于高分辨率的光学滤波器、用于压窄谱线、用于皮秒激光器中的带宽控制、用于分析输出激光中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频谱波长可调的掺铥光纤激光器，采用环形腔设计，包括作为增益介质的掺铥光纤和限制光单方向传播的光隔离器，其特征在于：还包括F
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P标准具和MC控制电路板，所述MC控制电路板上设置有微步电机和控制电路，所述微步电机与所述F
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P标准具的两个平行的光学平面中的一个光学平面连接，所述控制电路用于控制所述微步电机运行，进而控制与所述微步电机连接的一个光学平面移动。2.如权利要求1所述的频谱波长可调的掺铥光纤激光器，其特征在于：所述F
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P标准具的与微步电机连接的光学平面设置于专用导轨上。3.如权利要求1所述的频谱波长可调的掺铥光纤激光器，其特征在于：所述MC控制电路板与控制器连接，用于接收所述控制器下发的调谐命令。4.如权利要求1所述的频谱波长可调的掺铥光纤激光器，其特征在于：所述掺铥光纤为高掺杂浓度光纤。5.如权利要求1所述的频谱波长可调的掺铥光纤激光器，其特征在于：还包括泵浦源和波分复用器，所述波分复用器用于将泵浦源发出的泵浦光耦合进入掺铥光纤激光器的环形腔，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，杨延嵩，陈晓丹，
申请(专利权)人：北京联合大学，
类型：发明
国别省市：