[发明专利]一种波分复用的多波长倍频光纤激光装置

说明书

本发明提供一种波分复用的多波长倍频光纤激光装置，包括多波长基频光纤激光器模组、倍频模组和合束模组；其中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，其输出中心波长间隔大致相等(约为0.5～2nm)的多波长激光；倍频模组包括波分解复用器，多个倍频晶体，多个准直透镜，获得多波长倍频光；合束模组包括凸透镜I和多模传输光纤，其将前面经过准直的倍频光进行合束，入射到大口径多模光纤中。本发明采用分波长倍频方式，提高了倍频效率，保证了倍频带宽并且该装置结构灵活，运行稳定，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域，具体为一种波分复用的多波长倍频光纤激光装置。

背景技术

近年来，光纤激光器以其体积小、效率高、稳定性好，易于集成等优点，发展十分迅速，但是目前成熟的、占大半市场份额的高功率光纤激光器输出波长主要集中在1.0μm波段和1.5μm波段，输出波长的单一化限制了光纤激光器在许多领域尤其是可见光波段的应用。

绿光激光器在医疗、存储、生物材料、水下通信、激光显示等许多领域都有许多重要应用，此外绿光拥有更小的光斑直径、对大多数材料有着更高的吸收率，因此在高端激光应用方面也有这广阔前景。一般绿光激光器采用钕玻璃的固体激光器倍频技术或者半导体激光器直接输出绿光，然而这类方法产生的绿色激光相干性过高，引起严重的激光散斑，需在激光显示等领域中配合开发相应的消散斑技术，导致系统成本过高，结构复杂。

发明内容

针对现有技术方案的不足，本发明提供一种波分复用的多波长倍频光纤激光装置。本发明采用多波长结构的激光光源，中心波长间隔大致相等，大约为0.5～2nm，利用波分复用技术，分波长倍频，利用多个倍频晶体并且使每一个倍频晶体的工作波长与对应输入的激光波长匹配，大大提高了倍频效率，而且也解决了倍频绿光线宽过窄的问题。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种波分复用的多波长倍频光纤激光装置，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在l.06μm波段，输出中心波长间隔大致相等(约为0.5～2nm)的多波长激光；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。

其中，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，输出中心波长间隔大致相等(约为0.5～2nm)的多波长基频光。

其中，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。

其中，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每个光栅反射带宽大约为0.5～1nm，其波长间隔大致相等，约为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。