【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及到光纤激光器，尤其是一种高光谱纯度双波长光纤激光器系统。
技术介绍
1、双波长激光器由于其独特的双波长输出特性，在很多场合具有重要的应用前景。传统双波长激光器大多数采用空间光路耦合方式，如专利cn 114156726a公开了一种双光路双波长输出激光器，需要通过一个1/2波片的位置切换来实现红外激光和绿光激光的转换输出，该系统结构复杂，需要动态切换来实现不同波长输出，难以实现两个波长同时输出。此外，专利cn 117767097a公开一种双波长自由切换固体激光器及切换方法，该激光器基于成熟的半导体泵浦nd:yag和ktp-opo光参量振荡技术，可以实现了1064nm/1570nm双波长在同一通道中自由切换输出，然而该结构采用空间光路，稳定性差，不具备激光柔性传输的功能，而且由于泵浦光和光参量振荡光的波长差固定，只能产生两个特定波长关系的光，无法自由调控双波长激光器产生的信号波长。
2、光纤激光器由于转换效率高、热管理方便、光束质量好、结构紧凑等优势，广泛应用在工业制造、生物医疗、航空航天、国防军事等领域。传统光纤激光器一般采用单谐振腔的振荡器结构或者主振荡功率放大器结构，受限于光纤非线性效应，如放大自发辐射(ase)、受激拉曼散射(srs)、四波混频(fwm)效应等，难以在光纤激光器中实现任意可调控的高光谱纯度双波长激光输出。专利cn 114552357a(一种双波长光纤激光器及应用)提出一种可调相移的均匀光栅或均匀取样光栅双波长光纤激光器。专利cn 102610988a(双波长光纤激光器)提出一种掺铒
技术实现思路
1、针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提出一种高光谱纯度双波长光纤激光器系统，通过对全光纤带通滤波器优化设计，可以实现掺镱波段内任意双波长激光高光谱纯度输出。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、高光谱纯度双波长光纤激光器系统，包括第一谐振腔单元、第二谐振腔单元、指示与回光处理单元、第一全光纤带通滤波器、第二全光纤带通滤波器和光纤端帽；
4、所述指示与回光处理单元、第一谐振腔单元、第一全光纤带通滤波器、第二谐振腔单元、第二全光纤带通滤波器、光纤端帽依次通过光纤熔接方式连接而成；
5、所述第一谐振腔单元产生第一波长激光，第一波长激光经过第一全光纤带通滤波器，滤除除了第一波长激光以外的其他波段光；第一带通滤波器输出光进入第二谐振腔单元；
6、所述第二谐振腔单元产生第二波长激光，并传输第一波长激光，所述第一波长激光和第二波长激光的中心波长不相同；第二谐振腔单元输出的第一波长激光和第二波长激光经过第二全光纤带通滤波器，滤除除了第一波长激光和第二波长激光以外的其他波段光；
7、第二带通滤波器输出光仅由光纤端帽扩束输出。
8、进一步地，所述第一谐振腔单元、第二谐振腔单元的泵浦结构不限，第一谐振腔单元可以是单独前向泵浦、单独后向泵浦、双向泵浦中的任意一种泵浦结构，同样的第二谐振腔单元也可以是单独前向泵浦、单独后向泵浦、双向泵浦中的任意一种泵浦结构。
9、进一步地，所述第一谐振腔单元产生的第一波长激光中心波长在950～1200nm之间，所述第二谐振腔单元产生的第二波长激光中心波长在950～1200nm之间；所述第二波长激光的中心波长与第一波长激光中心波长不相同，波长间隔在10～200nm之间。
10、本专利技术提供一种高光谱纯度双波长光纤激光器系统，包括第一谐振腔单元、第二谐振腔单元、指示与回光处理单元、第一全光纤带通滤波器、第二全光纤带通滤波器；第一谐振腔单元产生第一波长激光，第二谐振腔单元产生第二波长激光，第一波长激光和第二波长激光的中心波长不相同；第一波长激光经第一全光纤带通滤波器滤除除第一波长激光以外的其他光后进入第二谐振腔单元；第一波长激光和第二波长激光共同经过第二全光纤带通滤波器滤除除第一波长激光和第二波长激光以外的其他波段激光后，由光纤端帽扩束输出。相对于现有技术，本专利技术能够产生的技术效果是：
11、本专利技术在全光纤激光器中实现高光谱纯度双波长激光输出，无需空间耦合光学组件，提高了激光器系统的稳定性和集成性，减小了系统的体积重量以及成本。
12、本专利技术中两个谐振腔模块既可以同时工作实现双波长激光输出，也可以独立工作实现单一波长激光输出，还可以交替工作实现两个信号激光交替输出，极大拓展了光纤激光器的应用场景。
13、本专利技术通过在每个谐振腔单元后面连接所需要的倾斜光纤光栅，能够有效的抑制ase、fwm、srs等非线性效应，实现掺镱波段内高光谱纯度的双波长光纤激光器输出。
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1.一种高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，包括第一谐振腔单元(1)、第二谐振腔单元(2)、指示与回光处理单元(3)、第一全光纤带通滤波器(4)、第二全光纤带通滤波器(5)和光纤端帽(6)；
2.根据权利要求1所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第一谐振腔单元(1)包括第一泵浦源(1-1)、第一泵浦信号合束器(1-2)、第一高反光栅(1-3)、第一增益光纤(1-4)、第一低反光栅(1-5)，
3.根据权利要求2所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第二谐振腔单元(2)包括第二泵浦源(2-1)、第二泵浦信号合束器(2-2)、第二高反光栅(2-5)、第二增益光纤(2-4)、第二低反光栅(2-3)，第二泵浦源(2-1)经过第二泵浦信号合束器(2-2)将泵浦功率注入第二增益光纤(2-4)，所述第二增益光纤(2-4)为掺稀土离子的增益光纤，其一端连接第二高反光栅(2-5)，另一端连接第二低反光栅(2-3)，所述第二高反光栅(2-5)与第二低反光栅(2-3)中心波长相同，构成的第二谐振腔产生第二波长激光。
4.根据
5.根据权利要求3所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第一增益光纤(1-4)的横截面结构是单包层、双包层、三包层或预制有特定层叠结构中的一种；
6.根据权利要求5所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第一高反光栅(1-3)的反射率在50％～99％之间，第一低反光栅(1-5)的反射率在1％～50％之间，所述第一高反光栅(1-3)、第一低反光栅(1-5)的纤芯包层直径与第一增益光纤(1-4)两端的纤芯包层直径相同；
7.根据权利要求5或6所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第二增益光纤(2-4)的横截面结构是单包层、双包层、三包层或预制有特定层叠结构中的一种；
8.根据权利要求7所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第二高反光栅(2-5)的反射率在50％～99％之间，第二低反光栅(2-3)的反射率在1％～50％之间；
9.根据权利要求5或6或8所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，在第一增益光纤(1-4)、第二增益光纤(2-4)光纤为双包层或三包层的情况下，在第一全光纤带通滤波器(4)与第二谐振单元间还能通过增加第一包层光滤除器(7)，使第一全光纤带通滤波器(4)输出的光进入第一包层光滤除器(7)，以滤除光纤包层中的有害光；
10.根据权利要求9所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第一全光纤带通滤波器(4)可以是基于镀膜滤波片且带光纤尾纤的全光纤滤波器，所述第一全光纤带通滤波器(4)也可以是低损耗倾斜光纤光栅，其倾斜光纤光栅谐振波长包括第一波长激光对应的拉曼光波段；
11.根据权利要求10所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第二全光纤带通滤波器(5)可以是多个不同谐振波长的倾斜光纤光栅组合，其中倾斜光纤光栅的谐振波长包括第一波长激光和第二波长激光对应的拉曼光波段、四波混频波段；
12.根据权利要求10所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第一泵浦源(1-1)、第二泵浦源(2-1)均有多个，各泵浦源均为光纤耦合半导体激光器；
13.根据权利要求1所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，第一谐振腔单元(1)、第二谐振腔单元(2)是单独前向泵浦、单独后向泵浦、双向泵浦中的任意一种泵浦结构。
14.根据权利要求10所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，在第一增益光纤(1-4)、第二增益光纤(2-4)光纤为双包层或三包层的情况下，在第一谐振腔单元(1)与第一全光...
【技术特征摘要】
1.一种高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，包括第一谐振腔单元(1)、第二谐振腔单元(2)、指示与回光处理单元(3)、第一全光纤带通滤波器(4)、第二全光纤带通滤波器(5)和光纤端帽(6)；
2.根据权利要求1所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第一谐振腔单元(1)包括第一泵浦源(1-1)、第一泵浦信号合束器(1-2)、第一高反光栅(1-3)、第一增益光纤(1-4)、第一低反光栅(1-5)，
3.根据权利要求2所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第二谐振腔单元(2)包括第二泵浦源(2-1)、第二泵浦信号合束器(2-2)、第二高反光栅(2-5)、第二增益光纤(2-4)、第二低反光栅(2-3)，第二泵浦源(2-1)经过第二泵浦信号合束器(2-2)将泵浦功率注入第二增益光纤(2-4)，所述第二增益光纤(2-4)为掺稀土离子的增益光纤，其一端连接第二高反光栅(2-5)，另一端连接第二低反光栅(2-3)，所述第二高反光栅(2-5)与第二低反光栅(2-3)中心波长相同，构成的第二谐振腔产生第二波长激光。
4.根据权利要求1或2或3所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述指示与回光处理单元(3)包括可见光指示器(3-1)、废光收集器(3-2)、波分复用器(3-3)和第三包层光滤除器(3-4)；第三包层光滤除器(3-4)的一端连接在第一谐振腔单元(1)的一端，第三包层光滤除器(3-4)的另一端连接波分复用器(3-3)，波分复用器(3-3)的其中一个输出端连接可见光指示器(3-1)，还有一个输出端连接废光收集器(3-2)，可见光指示器(3-1)用来检测光路是否连接正常，所述可见光指示器(3-1)为可见光激光二极管，波长范围在380～760nm之间，当可见光指示器(3-1)工作，在光纤端帽(6)观察到可见光输出则表示光路连接正常；所述废光收集器(3-2)为涂覆高折射率材料的散热容器，便于导出经光路反射回来的第一波长激光和第二波长激光。
5.根据权利要求3所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第一增益光纤(1-4)的横截面结构是单包层、双包层、三包层或预制有特定层叠结构中的一种；
6.根据权利要求5所述的高光谱纯度双波长光纤激光器系统，其特征在于，所述第一高反光栅(1-3)的反射率在50％～99％之间，第一低反光栅(1-5)的反射率在1％～50％之间，所述第一高反光栅(1-3)、第...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶云，王小林，吴函烁，王鹏，奚小明，史尘，张汉伟，习锋杰，韩凯，周朴，许晓军，陈金宝，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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