[发明专利]基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光技术领域，具体的涉及一种基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源。

背景技术

977nm波段的激光可用于泵浦掺杂Yb³⁺、Er³⁺的光纤激光器，在科学研究、工程技术中具有重要价值。

目前这一波段的激光主要采用半导体激光器的形式实现，半导体激光器输出光束的光束质量较差，难以实现单模激光输出。光学参量振荡器技术可以实现激光频率变换，理论上可以获得这一波段的激光输出，然而，目前常见的光学参量振荡器是基于光学晶体中的非线性效应实现频率变换的，由于相位匹配、有效非线性系数和光学透过波段的限制，难以获得有效的非线性光学晶体，基于非线性晶体的光学参量振荡器，难以实现977nm波段的激光输出。而且，基于晶体的光学参量振荡器对光路校准的要求很高，光路结构复杂，可靠性差。

光纤光学参量振荡器是近年来新兴的一种光学参量振荡器技术，基于光纤中的四波混频效应(FWM)实现频率变换，理论上可以产生任意波长的激光。但是，目前光纤光学参量振荡器还没有实现977nm波段的激光输出，而且现有的光纤光学参量振荡器中仍然使用了一些分立光学元件，需要精细的光路调节和校准，结构复杂、可靠性差。

发明内容

为了解决所述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源。

本发明提供一种基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，包括用于产生中心波长为1064.1nm，谱线宽度为0.1nm，偏振消光比大于15dB，平均输出功率大于5W激光的光纤激光器、第一波分复用器、光子晶体光纤、第二波分复用器、耦合器和延迟光纤，

所述光纤激光器、所述第一波分复用器、所述光子晶体光纤、所述第二波分复用器、所述耦合器和所述延迟光纤依序光路连接，所述延迟光纤与所述第一波分复用器光路连接；

所述耦合器、所述延迟光纤、所述光纤激光器、所述第一波分复用器的尾纤和所述第二波分复用器的尾纤均为型号：PM 980的保偏单模光纤；

第一波分复用器的工作波段为977nm和1064nm，在977nm波段从P1端口到P2端口的插入损耗小于0.5dB，在1064nm波段从P1端口到P3端口的插入损耗小于0.5dB；

第二波分复用器的工作波段为977nm和1064nm，在977nm波段从P1端口到P2端口的插入损耗小于0.5dB，在1064nm波段从P1端口到P3端口的插入损耗小于0.5dB；

所述光子晶体光纤为型号：LMA-PM-5的2.5m长的大模场面积偏振保持光子晶体光纤；

所述耦合器在977nm波段直通臂与耦合臂的分光比为90:10；

所述延迟光纤长度为6.5m。

进一步地，还包括用于检测所产生激光波长的光谱分析仪，所述耦合器与所述光谱分析仪光路连接。

进一步地，光谱分析仪为近红外光谱分析仪，其波长覆盖范围为700～1200nm，波长分辨率为0.02nm，动态范围为80dB。

进一步地，光纤激光器的输出光纤与所述第一波分复用器的P1端口相熔接，熔接损耗小于0.2dB；所述第一波分复用器的P3端口与所述光子晶体光纤的一端相熔接，熔接损耗小于1dB；所述光子晶体光纤的另一端与所述第二波分复用器的P1端口相熔接，熔接损耗小于1dB；所述第二波分复用器的P2端口与所述耦合器直通臂的一端相熔接，熔接损耗小于0.2dB；

所述耦合器直通臂的另一端与所述延迟光纤的一端相熔接，熔接损耗小于0.2dB；所述延迟光纤的另一端与所述第一波分复用器的P4端口相熔接，熔接损耗小于0.2dB。

本发明的技术效果：

1、本发明提供基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，通过将光纤光学参量振荡器技术、光子晶体光纤技术和光纤激光器技术结合在一起，搭建全光纤结构的光学参量振荡器，可以实现977nm的高光束质量单模激光输出，同时具有结构简单、体积紧凑、可靠性高、热管理方便的特点。

2、本发明提供的基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，采用全光纤结构，利用光子晶体光纤中的四波混频效应，能够有效的将1064nm波段的光纤激光转换为977nm的单模光纤激光。

3、本发明提供的基于全光纤光学参量振荡器的977nm激光源，光纤光学参量振荡器采用全光纤结构，没有采用分立元件、不依赖于非线性晶体，无需调节光路，具有结构简单、体积紧凑、可靠性高、成本低廉、鲁棒性强的特点。