一种中红外级联脉冲光纤激光器制造技术

本发明专利技术涉及一种中红外级联脉冲光纤激光器，包括依次连接的半导体激光器、耦合透镜组和双包层ZBLAN光纤，其特征在于，所述二色镜位于耦合透镜组中，所述双包层ZBLAN光纤的一端与耦合透镜组之间设置有光纤布拉格光栅FBG14和光纤布拉格光栅FBG25，所述ZBLAN光纤的另一端设置有宽谱反射镜，所述宽谱反射镜靠近双包层ZBLAN光纤的一侧的表面具有石墨烯薄膜用作激光的可饱和吸收体。所述纤布拉格光栅FBG1和宽谱反射镜构成激光的第一谐振腔，而光纤布拉格光栅FBG25和宽谱反射镜构成激光的第二谐振腔。本发明专利技术的有益效果是：使得装置结构简单，可移植性和可集成度高，有利于实际应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光
，特别涉及一种脉冲光纤激光器。
技术介绍
光纤激光器具有激光阈值低、输出光束质量好、转换效率高、以及高“表面积/体积”比、柔韧性与灵活性好、易于集成等显著优点，在最近脉冲光纤激光器的研究中，其波长主要集中在2. 8um左右，采用的方法主要为增益调制、声光调制器主动调Q和可饱和吸收体被动调Q三种方式。I.增益调制方式是通过脉冲泵浦的方法对激光跃迁上能级的粒子数进行周期性调制，实现激光的脉冲输出，但是这种方法需要对泵浦光进行脉冲调制，容易损坏、泵浦激光器和光纤端面。2.声光调制器主动调Q则是通过在光纤外，谐振腔内放置声光调制器来控制激光腔内的损耗从而实现调Q脉冲的输出，而这种方法需要在光纤外放置声光调制器，这使得光纤激光器失去了固有的灵活、紧凑、体积小等优点，加之中红外波段声光调制器所需材料特殊，这就提高了它的制作成本和难度。3.而对于可饱和吸收体被动调Q方法，目前国际上还未研制出工作2. 8um左右波段的可饱和吸收体。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的脉冲光纤激光器存在的不足，提出了一种中红外级联脉冲光纤激光器。本专利技术的技术方案是一种中红外级联脉冲光纤激光器，包括依次连接的半导体激光器、耦合透镜组和双包层ZBLAN光纤，其特征在于，所述二色镜位于耦合透镜组中，所述双包层ZBLAN光纤的一端与稱合透镜组之间设置有光纤布拉格光栅FBG0和光纤布拉格光栅FBG25，所述ZBLAN光纤的另一端设置有宽谱反射镜，所述宽谱反射镜靠近双包层ZBLAN光纤的一侧的表面具有石墨烯薄膜用作激光的可饱和吸收体。所述纤布拉格光栅FBG1和宽谱反射镜构成激光的第一谐振腔,而光纤布拉格光栅FBG25和宽谱反射镜构成激光的第二谐振腔。所述双包层ZBLAN光纤为双包层掺Er3+ZBLAN光纤，所述双包层掺Er3+ZBLAN光纤中的Er3+离子能级跃迁分别对应波长为I. 6 μ m和2. 7 μ m激光的跃迁辐射。所述光纤布拉格光栅FBG1和光纤布拉格光栅FBG2由飞秒激光器在所述双包层掺Er3+ZBLAN光纤上刻写而成,光纤布拉格光栅FBG0反射中心波长对应于I. 6 μ m,并对1.6 μ m激光呈高反射率，所述光纤布拉格光栅FBG25反射中心波长对应于2. 7 μ m，但其对2.7 μ m激光有较高的透射率。所述双包层ZBLAN光纤为双包层掺或Ho3+ZBLAN光纤，所述双包层掺Ho3+ZBLAN光纤中的Ho3+离子能级跃迁分别对应波长为2. I μ m和3. O μ m激光的跃迁辐射。所述光纤布拉格光栅FBG1和光纤布拉格光栅FBG2由飞秒激光器在所述双包层掺Ho3+ZBLAN光纤上刻写而成,光纤布拉格光栅FBG0反射中心波长对应于2. I μ m,并对2.Iym激光呈高反射率，所述光纤布拉格光栅FBG2反射中心波长对应于3. O μ m，但其对3.O μ m激光有较高的透射率。本专利技术的有益效果是1.避开了传统的增益调制方式和声光调制器主动调Q方法中，需要对泵浦光进行脉冲调制，进而引起泵浦激光器和光纤端面损坏，以及使用外置光纤外的声光调制器件从而引起装置灵活性降低等问题，使得装置结构简单，可移植性和可集成度高，有利于实际应用。2.避开了被动调Q方法中2.8 μ m左右波段还未有可饱和吸收体的问题。附图说明图I是本专利技术的一种中红外级联脉冲光纤激光器结构示意图。图2是本专利技术双包层ZBLAN光纤的能级变化示意图。附图标记说明1半导体激光器，2 I禹合透镜组,3 二色镜,4光纤布拉格光栅FBG1,5光纤布拉格光栅FBG2,6双包层ZBLAN光纤，7石墨烯薄膜，8宽谱反射镜，9能级4111/2或 5I6,10 能级 4113/2 或 5I7,11 能级 4115/2 或 5I8,12 为 2. 7 μ m 或 3. O μ m 激光，13 为 I. 6 μ m 或2.I μ m激光，14连续泵浦光。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术具体实施方案做进一步的说明。实施例I :如图I所示，一种中红外级联脉冲光纤激光器，包括依次连接的半导体激光器I、耦合透镜组2和双包层ZBLAN (氟化物)光纤6，所述二色镜3位于耦合透镜组2中，所述双包层ZBLAN光纤6的一端与稱合透镜组2之间设置有光纤布拉格光栅FBG0和光纤布拉格光栅FBG25,所述ZBLAN光纤6的另一端设置有宽谱反射镜8,所述宽谱反射镜8靠近双包层ZBLAN光纤6的一侧的表面具有石墨烯薄膜7用作激光的可饱和吸收体。所述双包层ZBLAN光纤6为双包层掺Er3+ZBLAN光纤，所述双包层掺Er3+ZBLAN光纤中的Er3+离子能级跃迁分别对应波长为I. 6 μ m和2. 7 μ m激光的跃迁辐射。所述石墨烯薄膜7通过沉积石墨烯-聚乙烯醇(石墨烯-PVA)溶液的方法，在宽谱反射镜表面形成该薄膜，作为I. 6 μ m激光的可饱和吸收体。所述纤布拉格光栅FBG0和宽谱反射镜8构成激光的第一谐振腔,而光纤布拉格光栅FBG25和宽谱反射镜8构成激光的第二谐振腔。所述第一谐振腔的中心波长为波长I.6 μ m，所述第二谐振腔的中心波长为2. 7 μ m。所述光纤布拉格光栅FBG0和光纤布拉格光栅FBG25由飞秒激光器在所述双包层掺Er3+ (铒离子)ZBLAN光纤上刻写而成，光纤布拉格光栅FBG0反射中心波长对应于1.6 μ m,并对I. 6 μ m激光呈高反射率,所述光纤布拉格光栅FBG25反射中心波长对应于2.7 μ m，但其对2. 7 μ m激光有较高的透射率。本实施例中，半导体激光器I作为泵浦源，它能输出波长为975nm的连续泵浦光。所述耦合透镜组2用于准直连续泵浦光，将其耦合进所述双包层掺Er3+ZBLAN光纤6内包层中；所述二色镜3具有对连续泵浦光呈高透射率，对产生的2. 7 μ m激光呈高反射率的特性，可作为脉冲激光的输出耦合。所述宽谱反射镜8作为谐振腔的一端，具有对1.6μπι和2.7 μ m激光呈高反射率的特性。实施例2 :如图I所示，本实施例的结构与实施例I相同，所不同的是所述双包层ZBLAN光纤6采用双包层掺Ho3+ZBLAN光纤，因此，对应的所述双包层掺Ho3+ZBLAN光纤中的Ho3+离子能级跃迁分别对应波长为2. I μ m和3. O μ m激光的跃迁辐射。所述石墨烯薄膜7通过沉积石墨烯一聚乙烯醇(石墨烯一PVA)溶液的方法，在宽谱反射镜表面形成该薄膜，作为2. I μ m激光的可饱和吸收体。所述纤布拉格光栅FBG0和宽谱反射镜8构成激光的第一谐振腔,而光纤布拉格光栅FBG25和宽谱反射镜8构成激光的第二谐振腔。所述第一谐振腔的中心波长为波长2.I μ m，所述第二谐振腔的中心波长为3. O μ m。所述光纤布拉格光栅FBG0和光纤布拉格光栅FBG25由飞秒激光器在所述双包层掺Ho3+ (钦离子)ZBLAN光纤上刻写而成，光纤布拉格光栅FBG0反射中心波长对应于 2.I μ m,并对2. I μ m激光呈高反射率,所述光纤布拉格光栅FBG25反射中心波长对应于3.Oym,但其对3. O μ m激光有较高的透射率。本实施例中，半导体激光器I作为泵浦源，它能输出波长为1150nm的连续泵浦光。所述耦合透镜组2用于准直连续泵浦光，将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中红外级联脉冲光纤激光器，包括依次连接的半导体激光器(I)、耦合透镜组(2)和双包层ZBLAN光纤(6)，其特征在于，所述二色镜(3)位于耦合透镜组(2)中，所述双包层ZBLAN光纤(6)的一端与稱合透镜组(2)之间设置有光纤布拉格光栅FBG1 (4)和光纤布拉格光栅FBG2 (5)，所述ZBLAN光纤(6)的另一端设置有宽谱反射镜(8)，所述宽谱反射镜(8)靠近双包层ZBLAN光纤(6)的一侧的表面具有石墨烯薄膜(7)用作激光的可饱和吸收体。2.根据权利要求I所述的一种中红外级联脉冲光纤激光器，其特征在于，所述纤布拉格光栅FBG1 (4)和宽谱反射镜(8)构成激光的第一谐振腔,而光纤布拉格光栅FBG2 (5)和宽谱反射镜(8)构成激光的第二谐振腔。3.根据权利要求I或2所述的一种中红外级联脉冲光纤激光器，其特征在于，所述双包层ZBLAN光纤(6)为双包层掺Er3+ZBLAN光纤，所述双包层掺Er3+ZBLAN光纤中的Er3+离子能级跃迁分别对应波长为1.6μηι和2. 7μηι激光的跃迁福射。4.根据权利要求3所述的一种中红外级联脉冲光纤激光器,其特征在于,所述光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李剑峰，罗鸿禹，李静，刘永，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：