[发明专利]一种波分复用的多波长倍频光纤激光装置

权利要求书

1.一种波分复用的多波长倍频光纤激光装置，其特征在于：包括多波长基频光纤激光器模组、倍频模组和合束模组；

多波长基频光纤激光器模组输出中心波长间隔相等的多波长激光，中心波长间隔相差范围为0.5～2nm；

倍频模组利用波分解复用器，将输入的多波长激光分成多路激光，分别通过对应倍频晶体和准直透镜，获得准直的倍频绿光；

合束模组将前面经过准直的倍频光通过凸透镜I汇聚，入射到多模传输光纤中；

所述倍频模组包括波分解复用器，多个倍频晶体，多个准直透镜；波分解复用器，根据中心波长不同，将输入的N个多波长(λ₁、λ₂、……λ_n)激光分成N路激光，分别通过N个倍频晶体，其工作波长与输入的多波长激光波长匹配，进行倍频，倍频输出在绿光波段，然后经过准直透镜，进行准直；

所述合束模组包括凸透镜I和多模传输光纤，将前面经过准直的倍频光通过凸透镜I汇聚，入射到多模传输光纤中。

2.根据权利要求1所述的波分复用的多波长倍频光纤激光装置，其特征在于：所述多波长基频光纤激光器模组包括多个915nm或者976nm的半导体泵浦源，泵浦合束器，全反射镜I与多级光纤布拉格光栅(FBG)构成的谐振腔，掺镱双包层光纤，泵浦光剥离器；其中多个多模915nm或者976nm的半导体泵浦光源通过泵浦合束器对双包层掺镱光纤进行泵浦，双包层掺镱光纤的另一端与泵浦光剥离器的一端相连，将残余的泵浦光滤除，泵浦光剥离器另一端与全反射镜I相连，全反射镜I对l.06μm波段的基频光全反，泵浦合束器输入端的信号端口与多级光纤布拉格光栅(FBG)相连，整个系统组成一个多波长基频光纤激光器，在l.06μm波段，输出中心波长间隔相等的多波长基频光。

3.根据权利要求2所述的波分复用的多波长倍频光纤激光装置，其特征在于：所述泵浦合束器为(M+l)×1泵浦合束器，其中M为泵浦输入端口，可接入M个半导体泵浦激光器，(M+l)中的1为在泵浦合束器输入端的信号输入端口，泵浦合束器的工作波长需与双包层掺镱光纤泵浦波长相匹配。

4.根据权利要求1或2所述的波分复用的多波长倍频光纤激光装置，其特征在于：所述光纤布拉格光栅共有N个级联使用，对l.06μm波段进行反射，其反射的中心波长为λ₁、λ₂、……λ_n，每个光栅反射带宽为0.5～1nm，其波长间隔相等，为0.5～2nm，光纤布拉格光栅(FBG)既作为激光器的腔内滤波器和反射腔镜又作为光纤输出。

5.根据权利要求1所述的波分复用的多波长倍频光纤激光装置，其特征在于：所述的倍频晶体包括准相位匹配的周期性铌酸锂倍频晶体(PPLN)或者三硼酸锂晶体(LBO)，每个PPLN/LBO与波分复用器输出激光的空间位置一一对应，并且倍频晶体附带温控装置，温控装置可采用反馈控制的半导体制冷片或热炉，使PPLN/LBO工作在所对应输出波长λ_n倍频的最佳工作点，所输出的倍频绿光在空间上形成一维或者二维周期性排布。

6.根据权利要求1所述的波分复用的多波长倍频光纤激光装置，其特征在于：所述的倍频晶体的倍频系数d_eff受基频光与晶体作用时偏振方向的匹配程度的影响，所以为了获得最大光能利用率必须保证入射到倍频晶体上的基频光为线偏振光，且偏振方向必须与晶体极化方向匹配；可采用将倍频晶体之前的光学器件全部采用保偏器件或者在倍频晶体之前增加偏振转换系统方式，同时使基频光偏振方向与晶体极化方向匹配。