[实用新型]瓦级980nm单模掺镱光纤激光器及其倍频系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种瓦级980nm单模掺镱光纤激光器和其倍频系统，属激光技术领域。

背景技术

光纤激光器是以掺有稀土离子的光纤作为增益介质的激光器，随着掺杂技术不断发展，掺杂光纤的设计与制造的水平也在逐步提高，加上高功率半导体激光器的飞速发展，使得光纤激光器的优势特点在激光加工、激光医疗、光通信及国防等应用领域得到充分的发挥，与传统的固体激光器竞争，成为当前激光领域中发展最快的激光技术之一。

在众多的掺杂光纤激光器中，掺镱光纤激光器发展最为迅速。当前高功率的光纤激光器主要以四能级的掺镱光纤激光器为主。与其他掺杂光纤激光器相比，它不存在激发态吸收(ESA)，不存在浓度淬灭效应和量子转换效率高的优点。准三能级掺镱光纤激光器的输出波长为980nm，980nm激光器是掺铒光纤放大器的重要泵浦光源。随着密集波分复用的频道数的增加，对掺铒光纤放大器输出激光的功率提出了越来越高的要求，获得高功率高光束质量980nm激光源就成为需要解决的关键问题之一。另外980nm激光通过倍频还可以获得490nm蓝绿光的输出，490nm蓝绿波段是海水的窗口波段，在海底通信，海洋资源探测中具有重要应用。

准三能级单模掺镱光纤激光器在国内鲜有报道，在国外报道也不多。2000年Corning公司用1.1W的Nd:YAG(掺钕的钇铝石榴石)固体激光器泵浦单包层掺镱全光纤激光器获得了0.65W的单模980nm激光。2005年巴黎南大学用915nmNd:YVO₄(掺钕的钒酸钇)固体激光器泵浦单模掺镱光纤激光器获得了2W的978nm激光输出，经过PPLN(周期性极化铌酸锂)倍频晶体获得83mW的489nm的蓝绿光。全光纤激光器利用光栅为反馈腔镜和输出镜实验了980nm小功率输出，这种简单方便的结构是准三能级掺镱光纤激光器的发展趋势，但是这种激光器输出功率较小，不能满足一些应用中的要求。使用一般的平镜作为腔镜实验2W978nm输出的光纤激光器结构复杂，稳定性差，并且由于倍频晶体PPLN的接受波长和温度带宽都很小，而且周期性极化晶体的厚度方向尺寸很小，这对输出980nm的光束质量和聚焦系统均有很高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种瓦级980nm单模掺镱光纤激光器和其倍频系统，本实用新型具有功率大、结构简单、操作方便的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本实用新型包括沿光的传播方向依次设置的808nm半导体激光器、第一透镜、第二透镜、946nmNd:YAG固体激光器、946nm高反镜、第一二色镜、第三透镜、单模掺镱光纤、第四透镜、第二二色镜和倍频系统。所述的946nmNd:YAG固体激光器包括Nd:YAG晶体和凹面输出镜。所述的倍频系统包括第五透镜、第一BIBO晶体、第一滤光镜、第六透镜、第二BIBO晶体和第二滤光镜。从808nm半导体激光器发出的激光依次经过第一透镜、第二透镜准直聚焦后，泵浦Nd:YAG晶体；946nmNd:YAG固体激光器通过凹面输出镜5输出946nm激光，946nm激光依次经过946nm高反镜和第一二色镜折叠，再经过第三透镜聚焦到单模掺镱光纤中，980nm激光和剩余的946nm泵浦光从单模掺镱光纤的两端面出射，分别经过第三透镜和第四透镜准直后，又分别透过第一二色镜和第二二色镜滤光得到980nm激光，从第一二色镜和第二二色镜出射的980nm激光激光分别通过倍频系统中的第六透镜和第五透镜聚焦到第二BIBO晶体和第一BIBO晶体上进行倍频，再分别经过第二滤光镜和第一滤光镜将980nm基频光滤除，获得490.8nm蓝光输出。

本实用新型用结构最简单的谐振腔实现了946nm泵浦的瓦级准三能级单模掺镱光纤激光器，通过对光纤长度的选择获得980nm激光的最大输出，并且采用块状的倍频晶体BIBO构成了结构简单，操作方便的倍频系统，较容易地实现了对单模宽线宽980nm激光的倍频，倍频后获得了15mW的490.8nm蓝光。这种980nm单模掺镱光纤激光器可作为掺铒光纤放大器的泵浦光源，广泛应用于通信，倍频后获得490.8nm蓝光可应用于海底通信，海洋资源探测。

附图说明

图1本实用新型946nm固体激光器泵浦准三能级单模掺镱光纤激光器及倍频系统的结构示意图