[发明专利]一种中红外超连续谱激光光源

说明书

技术领域

本发明涉及中红外激光技术领域，特别是涉及一种中红外超连续谱激光光源。

背景技术

通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有：微波波段(300-1GHz/0.8-2.5cm)，中远红外波段(8-14μm)，中红外波段(3.5-5.5μm)，近紫外、可见光和近红外波段(0.3-1.3μm/1.5-1.8μm)。

目前，中红外波段和中远红外波段激光可用于红外追踪、干扰、搜索靶标导航以及光学遥感探测，对国家安全具有至关重要的意义。由于窄带隙半导体材料的匮乏等原因，目前在中红外波长高效率发射光源和激光器严重短缺。目前利用光学参量振荡法，差频振荡，量子级联激光器以及气体激光器能够实现小功率的中红外波段激光输出，但这些实现方法都是采用单一泵浦光，输出的中红外激光的光谱范围比较小，而且需要多级放大的复杂结构，体积庞大，使用不方便，从而限制了其应用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种中红外超连续谱激光光源，能够提高中红外超连续谱激光的光谱范围。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种中红外超连续谱激光光源，包括第一激光种子源、第二激光种子源、第一激光泵浦源、第二激光泵浦源、第一泵浦合束器、第二泵浦合束器、掺饵增益光纤、掺铥增益光纤、耦合器和硫化物光子晶体光纤，所述第一激光种子源和所述第一激光泵浦源均连接所述第一泵浦合束器，所述第二激光种子源和所述第二激光泵浦源均连接所述第二泵浦合束器，所述第一泵浦合束器通过所述掺饵增益光纤连接所述耦合器，所述第二泵浦合束器通过所述掺铥增益光纤连接所述耦合器，所述耦合器耦接所述硫化物光子晶体光纤；所述第一激光种子源用于产生第一种子激光，所述第一激光泵浦源用于产生第一泵浦光，所述第一泵浦合束器用于将所述第一种子激光和所述第一泵浦光合成为第一脉冲激光，并将所述第一脉冲激光耦合进所述掺饵增益光纤进行放大；所述第二激光种子源用于产生波长不同于所述第一种子激光的第二种子激光，所述第二激光泵浦源用于产生第二泵浦光，所述第二泵浦合束器用于将所述第二种子激光和所述第二泵浦光合成为第二脉冲激光，并将所述第二脉冲激光耦合进所述掺饵增益光纤进行放大；所述耦合器用于将所述第一脉冲激光和所述第二脉冲激光合成为双波长激光，并将所述双波长激光耦合进所述硫化物光子晶体光纤，以使所述硫化物光子晶体光纤输出中红外超连续谱激光；其中，所述硫化物光子晶体光纤包括环形包层和设于所述环形包层中心位置的纤芯，所述纤芯通过三个支撑臂连接所述环形包层，所述三个支撑臂等间距分布在所述环形包层内，所述硫化物光子晶体光纤具有两个零色散点，所述第一种子激光的波长位于正常色散区，所述第二种子激光的波长位于反常色散区。

优选地，所述第一种子激光的波长为1450nm，所述第二种子激光的波长为2000nm。

优选地，所述中红外超连续谱激光光源还包括隔离器，所述耦合器通过所述隔离器连接所述硫化物光子晶体光纤，所述隔离器用于使所述双波长激光单向传输，以避免在所述硫化物光子晶体光纤中形成谐振腔。

优选地，所述第一激光泵浦源和所述第二激光泵浦源均为半导体激光泵浦源。

优选地，所述第一泵浦光和所述第二泵浦光的功率具有预定调节范围，以控制所述正常色散区和所述反常色散区的泵浦强度。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：

1.由于硫化物光子晶体光纤具有两个零色散点，从而能够显著提高中红外超连续谱激光的光谱范围。

2.采用两个不同波长的种子激光分别放大进行泵浦，可以有效解决采用单一泵浦光时输出中红外超连续谱激光的光谱平坦度不佳的问题，并且可以有效避免采用单一泵浦光时峰值功率过高而出现增益饱和带来的功率放大受限制的问题，可以弥补中红外超连续谱激光光源功率不足的问题。

3.由于采用波长分别位于硫化物光子晶体光纤不同色散区的种子激光同时泵浦，在非线性介质中可以同时激发正常色散区非线性效应，使得光谱平坦度以及宽度得到极大改善。

4.相较于其它激光光源采用多级放大的复杂结构，结构更加简单。

附图说明

图1是本发明实施例中红外超连续谱激光光源的结构示意图。

图2是本发明实施例中红外超连续谱激光光源硫化物光子晶体光纤的结构示意图。

图3是图2所示的硫化物光子晶体光纤的色散曲线示意图。

具体实施方式