产生宽带连续可调谐激光系统技术方案

本发明专利技术公开了一种产生宽带连续可调谐激光系统，包括波长可调谐器件、第一激光环形腔结构、第二激光环形腔结构及第三激光环形腔结构；波长可调谐器件用于对激光波长进行调节；第一激光环形腔结构与所述波长可调谐器件连接，用于输出长波段激光；第二激光环形腔结构与所述第一激光环形腔结构及所述波长可调谐器件连接，用于输出中波段激光；第三激光环形腔结构与所述第一激光环形腔结构、所述第二激光环形腔结构及所述波长可调谐器件连接，用于输出短波段激光。通过利用环形腔激光器支持多个激光模式并联产生和传输的特点，使用单个波长可调谐器件对激光环形腔结构内的激光波长进行选择调节，实现宽带连续可调谐激光输出。实现宽带连续可调谐激光输出。实现宽带连续可调谐激光输出。

【技术实现步骤摘要】
产生宽带连续可调谐激光系统


[0001]本专利技术涉及光纤激光
，具体是涉及一种产生宽带连续可调谐激光系统。

技术介绍

[0002]通讯波段激光器通常工作在1.55至1.62μm范围的光谱区域内，超出该光谱覆盖范围的连续可调谐激光源有望扩展激光通讯和传感的应用领域。在1.7μm波长附近，可调谐激光器有助于提高光学断层成像的分辨率，促进激光成像技术在生物和医疗的发展；如果可调谐激光器的光谱覆盖范围能够覆盖1.65μm至1.96μm，则能够满足远距离和微量化学气体探测的需求。针对这些日益增长的应用需求，近年来，已经发展出多种可调谐光纤激光技术，推进连续可调谐激光器的发展。基于掺铥光纤的连续可调谐激光器可以覆盖1.66至1.72μm范围内光谱区域；进一步对掺铥光纤的共掺离子进行优化，加入锗离子可以将掺铥光纤的光谱调谐范围向短波范围拓展，获得1.62至1.66μm之间的连续可调谐光纤激光器。另外一种获得覆盖超过1.60μm波长光纤激光的方法是使用掺铋光纤。通常铝硅酸盐基质掺铋光纤能够提供1.15μm的激光输出，而磷硅酸盐基质掺铋光纤则可以支持1.35μm波长的激光产生。值得注意的是掺杂锗硅酸盐的掺铋光纤，在长波长泵浦激光的激发下有潜力产生更长波长的激光输出。虽然上述两种稀土掺杂光纤可以提供宽带的激光输出，但是在现有技术框架下，在同一激光谐振腔内，产生兼顾两个输出波段的可调谐激光，仍然缺乏可靠的技术手段和方法。这种技术的限制一方面来源于稀土掺杂离子的吸收和激发特性，另一方面，广泛使用的驻波腔激光器结构对多种激光增益介质的融合使用设置了先天障碍。
[0003]因此基于上述问题，亟待发展一种能兼顾多种增益介质的光纤激光腔结构，解决现有的技术瓶颈。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种产生宽带连续可调谐激光系统，通过利用环形腔激光器支持多个激光模式并联产生和传输的特点，使用单个波长可调谐器件对激光环形腔结构内的激光波长进行选择调节，实现宽带连续可调谐激光输出。
[0005]第一方面，提供一种产生宽带连续可调谐激光系统，包括：
[0006]波长可调谐器件，用于对激光波长进行调节；
[0007]第一激光环形腔结构，与所述波长可调谐器件连接，用于输出长波段激光；
[0008]第二激光环形腔结构，与所述第一激光环形腔结构及所述波长可调谐器件连接，用于输出中波段激光；以及，
[0009]第三激光环形腔结构，与所述第一激光环形腔结构、所述第二激光环形腔结构及所述波长可调谐器件连接，用于输出短波段激光。
[0010]在一些实施例中，所述第一激光环形腔结构包括：第一泵浦激光器、第一波分复用器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、环形器、波长可调谐器件、第二波分复用器、第三波
分复用器以及掺铥光纤；
[0011]所述第一泵浦激光器与所述第一波分复用器的泵浦端连接，所述第一波分复用器的信号端与所述第一光纤耦合器的第一输入端连接，所述第一光纤耦合器的输出端与所述第二光纤耦合器的第一输入端连接，所述第二光纤耦合器的输出端与环形器的输入端连接，所述环形器的第一输出端与波长可调谐器件连接，所述环形器的第二输出端与所述第二波分复用器的输入端连接，所述第二波分复用器的第一输出端与所述第三波分复用器的输入端连接，所述第三波分复用器的第一输出端与所述掺铥光纤的输入端连接，所述掺铥光纤的输出端与所述第一波分复用器的公共端连接；
[0012]其中，在所述第一激光环形腔结构中，所述第二光纤耦合器的波长可调谐输出端输出长波段激光。
[0013]在一些实施例中，所述第二激光环形腔结构包括：第二泵浦激光器、所述第一光纤耦合器、所述第二光纤耦合器、所述环形器、所述波长可调谐器件、所述第二波分复用器、所述第三波分复用器、掺铋光纤以及第四波分复用器；
[0014]所述第二泵浦激光器与所述第四波分复用器的泵浦端连接，所述第四波分复用器的信号端与所述第一光纤耦合器的第二输入端连接；
[0015]所述第三波分复用器的第二输出端与所述掺铋光纤的输入端连接，所述掺铋光纤的输出端与所述第四波分复用器的公共端连接；
[0016]其中，在所述第二激光环形腔结构中，所述第二光纤耦合器的波长可调谐输出端输出中波段激光。
[0017]在一些实施例中，所述第三激光环形腔结构包括：第三泵浦激光器、所述第二光纤耦合器、所述环形器、所述波长可调谐器件、所述第二波分复用器、掺铒光纤以及第五波分复用器；
[0018]所述第三泵浦激光器与所述第五波分复用器的泵浦端连接，所述第五波分复用器的信号端与所述第二光纤耦合器的第二输入端连接；
[0019]所述第二波分复用器的第二输出端与所述掺铒光纤的输入端连接，所述掺铒光纤的输出端与所述第五波分复用器的公共端连接；
[0020]其中，在所述第三激光环形腔结构中，所述第二光纤耦合器的波长可调谐输出端输出短波段激光。
[0021]在一些实施例中，所述长波段激光为1.80μm
‑
1.98μm波段激光;所述中波段激光为1.60
‑
1.80μm波段激光;所述短波段激光为1.54
‑
1.60μm波段激光。
[0022]在一些实施例中，所述波长可调谐器件包括与所述环形器的第一输出端连接的准直透镜，设于所述准直透镜的激光输出端一侧的衍射光栅，以及设于所述衍射光栅的底部、且驱动所述衍射光栅旋转的旋转装置。
[0023]在一些实施例中，所述波长可调谐器件包括与所述环形器的第一输出端连接的准直透镜，设于所述准直透镜的激光输出端一侧的体光栅，以及对所述体光栅进行周期结构调控的温度调节器。
[0024]与现有技术相比，本专利技术通过利用环形腔激光器支持多个激光模式并联产生和传输的特点，第一激光环形腔结构、第二激光环形腔结构及第三激光环形腔结构中的各种增益介质采用串并联连接的方式，再使用单个波长可调谐器件对激光环形腔结构内的激光波
长进行选择调节，实现宽带连续可调谐激光输出，即第一激光环形腔结构输出长波段激光，第二激光环形腔结构输出中波段激光，第三激光环形腔结构输出短波段激光。
附图说明
[0025]图1是本专利技术一种产生宽带连续可调谐激光系统的结构示意图；
[0026]图2是本专利技术一种波长可调谐器件的结构示意图。
[0027]附图标号：
[0028]101、第一泵浦激光器；102、第一波分复用器；103、掺铥光纤；104、第一光纤耦合器；105、第二光纤耦合器；106、波长可调谐输出端；107、环形器；108、波长可调谐器件；109、第二波分复用器；110、第三波分复用器；111、第二泵浦激光器；112、第四波分复用器；113、掺铋光纤；114、第三泵浦激光器；115、第五波分复用器；116、掺铒光纤；201、准直透镜；202、衍射光栅；203、旋转装置；204、体光栅；205、温度调节器。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种产生宽带连续可调谐激光系统，其特征在于，包括：波长可调谐器件，用于对激光波长进行调节；第一激光环形腔结构，与所述波长可调谐器件连接，用于输出长波段激光；第二激光环形腔结构，与所述第一激光环形腔结构及所述波长可调谐器件连接，用于输出中波段激光；以及，第三激光环形腔结构，与所述第一激光环形腔结构、所述第二激光环形腔结构及所述波长可调谐器件连接，用于输出短波段激光；第一激光环形腔结构、第二激光环形腔结构及第三激光环形腔结构中的各种增益介质采用串并联连接的方式，再使用单个波长可调谐器件对激光环形腔结构内的激光波长进行选择调节，实现宽带连续可调谐激光输出。2.如权利要求1所述的产生宽带连续可调谐激光系统，其特征在于，所述第一激光环形腔结构包括：第一泵浦激光器、第一波分复用器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、环形器、波长可调谐器件、第二波分复用器、第三波分复用器以及掺铥光纤；所述第一泵浦激光器与所述第一波分复用器的泵浦端连接，所述第一波分复用器的信号端与所述第一光纤耦合器的第一输入端连接，所述第一光纤耦合器的输出端与所述第二光纤耦合器的第一输入端连接，所述第二光纤耦合器的输出端与环形器的输入端连接，所述环形器的第一输出端与波长可调谐器件连接，所述环形器的第二输出端与所述第二波分复用器的输入端连接，所述第二波分复用器的第一输出端与所述第三波分复用器的输入端连接，所述第三波分复用器的第一输出端与所述掺铥光纤的输入端连接，所述掺铥光纤的输出端与所述第一波分复用器的公共端连接；其中，在所述第一激光环形腔结构中，所述第二光纤耦合器的波长可调谐输出端输出长波段激光。3.如权利要求2所述的产生宽带连续可调谐激光系统，其特征在于，所述第二激光环形腔结构包括：第二泵浦激光器、所述第一光纤耦合器、所述第二光纤耦合器、所述环形器、所述波长可调谐器件、所述第二波分复用器、所述第三波分复用器、掺铋光纤以及第四波...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，
申请(专利权)人：武汉中科锐择光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：