一种高调制深度的脉冲激光器制造技术

本发明专利技术提出了一种高调制深度的脉冲激光器，包括产生激光的激光器，激光器产生的激光通过光分束器分成两束，光分束器输出的第一束激光经过光调制器后传输给光合束器，光分束器输出的第二束激光经过可互换位置的移相器和衰减器后传输给光合束器，光合束器将两束激光合成一束激光后输出。本发明专利技术采用光调制器，配合光分束器、光合束器、移相器和衰减器，可以调制高深度的激光，并且不同于传统的多个光调制器串联结构，本发明专利技术的技术方案只采用一个光调制器，大大降低了成本、降低了损耗并且降低了控制要求。控制要求。控制要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高调制深度的脉冲激光器


[0001]本专利技术涉及激光器
，特别涉及一种高调制深度的脉冲激光器。

技术介绍

[0002]调制深度对于脉冲激光器是一个非常重要的参数，特别在光纤通讯、激光雷达、工业激光加工等领域。
[0003]调制深度的定义为，脉冲激光的最小功率比最大功率的对数，如图1所示，调制深度＝
‑
Log(Pmin/Pmax)。在实际应用中，最小功率就会成为影响性能的“噪声”。特别是在主震荡功率放大(MOPA)激光器中，主震荡器(即种子源)的调制深度是影响最终输出激光调制深度的关键因素。种子源所产生的种子激光，其调制深度是比较深的，可以达到50dB以上，但是，在后续的功率放大过程中，由于小功率光(Pmin)的小信号增益系数远大于大信号光(Pmax)的增益系数，导至其调制深度会逐渐变小，特别是在大信号光(Pmax)处于饱和放大的时候，调制深度变小的越加明显。这对如激光雷达等严重依赖信噪比的应用来说，是十分不利的。
[0004]现有技术着重于脉冲种子激光的产生，如公告号为CN103986054B的中国专利技术专利、公告号为CN212725941U的中国技术专利、公开号CN106936064A为的中国专利技术专利等，对于提高调制深度的技术鲜少涉及。
[0005]在实际激光器制作中，提高激光器调制深度的通常做法是串接光调制器。结构如图2所示。此方法的缺点是：1.成本高，因为光调制器价格昂贵；2.串接多个光调制器，每个的光调制器损耗都在50％以上，导致插入损耗大；3.串接多个光调制器，对于光调制器的同步性要求非常高。
[0006]所以需要设计一种新的高调制深度的脉冲激光器。

技术实现思路

[0007]本专利技术提出了一种高调制深度的脉冲激光器，解决了现有技术采用串接调制器提高激光器调制深度的做法存在成本高、损耗大和光调制器的同步性要求高的缺陷。
[0008]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]一种高调制深度的脉冲激光器，包括产生激光的激光器，激光器产生的激光通过光分束器分成两束，光分束器输出的第一束激光经过光调制器后传输给光合束器，光分束器输出的第二束激光经过可互换位置的移相器和衰减器后传输给光合束器，光合束器将两束激光合成一束激光后输出。
[0010]具体的，所述光调制器用于将输入的激光变为脉冲激光。
[0011]具体的，所述移相器用于调节激光的相位，使进入所述光合束器的两束激光有(N+1)π的相位差；所述衰减器用于调节激光的功率，使第二束激光的光强与第一束激光被所述光调制器调制为脉冲激光后的Pmin相等。
[0012]具体的，所述激光器为半导体激光器。
[0013]作为进一步的技术方案，所述激光器和所述光分束器之间还设置有激光耦合透镜组，激光耦合透镜组通过光纤与所述光分束器连接，所述光分束器、所述光调制器和所述光合束器之间通过光纤连接，所述光分束器、所述移相器、所述衰减器和所述光合束器之间通过光纤连接，所述移相器和所述衰减器可互换位置。
[0014]作为进一步的技术方案，还包括激光准直整形透镜组，所述光合束器输出的激光进入激光准直整形透镜组后输出。
[0015]作为进一步的技术方案，所述激光准直整形透镜组通过光纤与所述光合束器连接。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017]1、传统激光器提高调制深度，使用的是多光调制器串联，而光调制器价格昂贵，本专利技术只采用一个光调制器，大大降低了成本，另外，本专利技术所用到的光分束器、光合束器、移相器和衰减器是通用的普通器件，单个价格低远低于光调制器，整体价格也远低于传统串接多个光调制器的激光器，所以总本成低。
[0018]2、传统激光器提高调制深度，使用的是多光调制器串联，而每个的光调制器损耗都在50％以上，多个串联损耗高，本专利技术只采用一个光调制器，大大降低了损耗，另外，本专利技术所用到的光分束器、光合束器、移相器和衰减器的损耗都在10％以下，整体损耗低于传统串接多个光调制器的激光器，所以损耗低。
[0019]3、传统激光器提高调制深度，使用的是多光调制器串联，每个调制器产生方波或者正弦信号，通过不断的截波来加深调制深度，为了精准截波，要求每个光调制器所产生的信号前、后沿严格重合，一般来说不重合度要求小于20皮秒，因此对光调制器的同步性要求非常高；本专利所提出的高调制深度的脉冲激光器，是通过对相位的控制来实现的，不需要进行时间的同步，对控制要求低，实施起来更加的简单。
[0020]4、本专利可以调制高深度的激光，并且成本低、损耗少、控制要求低。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为脉冲激光的功率坐标图；
[0023]图2为现有高调制深度的脉冲激光器的结构框图；
[0024]图3为实施例1的结构框图；
[0025]图4为实施例2的结构框图；
[0026]图5为实施例2中激光耦合透镜组的结构示意图。
[0027]图中：1
‑
激光器，2
‑
激光耦合透镜组，3
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光分束器，4
‑
光调制器，5
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光合束器，6
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移相器，7
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衰减器，8
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激光准直整形透镜组。
具体实施方式
[0028]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，所描述的实施例仅仅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。
[0029]实施例1
[0030]参照图3，一种高调制深度的脉冲激光器，包括产生激光的激光器，激光器产生的激光通过光分束器分成两束，光分束器输出的第一束激光经过光调制器后传输给光合束器，光分束器输出的第二束激光经过可互换位置的移相器和衰减器后传输给光合束器，光合束器将两束激光合成一束激光后输出。
[0031]所述移相器用于调节激光的相位，使进入所述光合束器的两束激光有(N+1)π的相位差；所述衰减器用于调节激光的功率，使第二束激光的光强与第一束激光被所述光调制器调制为脉冲激光后的Pmin相等。所述光调制器用于将输入的激光变为脉冲激光。所述激光器可以选择半导体激光器。
[0032]上述的各个器件是自由空间器件，激光是在自由空间中传输，这种结构适合于固体激光器。
[0033]本实施例的脉冲激光器工作过程如下：
[0034]1.半激光器产生连续激光；
[0035]2.之后经光分束器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高调制深度的脉冲激光器，其特征在于：包括产生激光的激光器，激光器产生的激光通过光分束器分成两束，光分束器输出的第一束激光经过光调制器后传输给光合束器，光分束器输出的第二束激光经过可互换位置的移相器和衰减器后传输给光合束器，光合束器将两束激光合成一束激光后输出。2.如权利要求1所述的高调制深度的脉冲激光器，其特征在于：所述光调制器用于将输入的激光变为脉冲激光。3.如权利要求1所述的高调制深度的脉冲激光器，其特征在于：所述移相器用于调节激光的相位，使进入所述光合束器的两束激光有(N+1)π的相位差；所述衰减器用于调节激光的功率，使第二束激光的光强与第一束激光被所述光调制器调制为脉冲激光后的Pmin相等。4.如权利要求1所述的高调制深度的脉冲激...

【专利技术属性】
技术研发人员：任策，贺坤，
申请(专利权)人：福州市纳飞光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：