[实用新型]一种基于多粒度量子点掺杂的多波长光纤激光器

说明书

本实用新型实施例公开了一种基于多粒度量子点掺杂的多波长光纤激光器，包括增益光纤和连接在所述增益光纤两端的第一单模光纤和第一单模光纤，所述第一单模光纤的纤芯处刻有第一复合光纤光栅，所述第二单模光纤的纤芯处刻有第二复合光纤光栅，所述第一复合光纤光栅和第二复合光纤光栅组合成光纤光栅对，形成激光器反馈腔镜。本实用新型利用多颗粒度量子点掺杂光纤作为增益介质，通过超快光先激光写入，完成多波长复合腔镜制备，实现多波长光纤激光器。

技术领域

本实用新型实施例属于光纤光学工程领域，特别涉及了一种基于多粒度量子点掺杂的多波长光纤激光器。

背景技术

目前成熟的、占一半以上市场份额的高功率和用于光通信的光纤激光器，输出波长主要集中在1060nm和1550nm附近。输出波长的单一化限制了光纤激光器在更多领域尤其是重要波段——可见光波段的应用。近年来，可见光波段的激光器发展迅速，在生物医学光学(比如：激光眼科手术、血管性疾病治疗、超分辨率荧光成像等)、光存储、激光彩色显示、激光精密加工以及作为光参量振荡器的抽运源等方面都有着广泛的应用。特别是目前激光照明和可见光通信(LiFi)研究的火热，也吸引着更多力量加入到可见光激光器的研究中。而对于光纤激光器而言，由于增益光纤中掺杂稀土元素的限制，难以直接获得可见光输出。伴随着光纤技术的进步和材料科学的发展，研究发现通过高功率泵浦和频率上转换效应，光纤激光器可以实现近红外和可见光波段激光输出。除了传统的石英有源光纤，氟化物稀土掺杂光纤在可见光光纤激光器研究方面应用十分广泛。通过不同元素(Er，Ti，Pr，Nd等)的掺杂，基于氟化物光纤的光纤激光器可以实现从400nm到800nm多种波长的输出，且最大输出功率已可以达到1W。尽管利用频率上转换的方式可以实现光纤的可见光输出，但存在着很多问题，如光功率转换效率低(20％)、对泵浦源的功率和波长要求高、输出波长选择有限、氟化物光纤上制备光纤光栅腔镜困难，与普通单模光纤熔接困难等，需要进一步的研究和解决。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型实施例提供基于多粒度量子点掺杂的多波长光纤激光器，解决了相关技术中存在的输出波长选择有限、氟化物光纤上制备光纤光栅腔镜困难，与普通单模光纤熔接困难等问题。

本实用新型实施例所采用的技术方案如下：

本实用新型实施例提供一种基于多粒度量子点掺杂的多波长光纤激光器，包括增益光纤和连接在所述增益光纤两端的第一单模光纤和第一单模光纤，所述第一单模光纤的纤芯处刻有第一复合光纤光栅，所述第二单模光纤的纤芯处刻有第二复合光纤光栅，所述第一复合光纤光栅和第二复合光纤光栅组合成光纤光栅对，形成激光器反馈腔镜。

进一步地，所述增益光纤的纤芯中掺杂有量子点。

进一步地，所述量子点为经过Q频移处理的量子点。

进一步地，所述量子点具有不同颗粒度。

进一步地，所述第一复合光纤光栅中具有不同周期的光纤光栅。

进一步地，所述第二复合光纤光栅中具有不同周期的光纤光栅。

本实用新型实施例具有如下有益效果：

1、本实用新型实施例利用量子点增益光纤配合光纤光栅腔镜制备技术实现光纤激光输出的方案，丛制备手段上来讲，克服了氟化物光纤与普通单模光纤熔接困难，又难以直接在其上实现光纤光栅腔镜制备的难点。

2、丰富了了光纤激光器输出波段。传统光纤激光器由于增益介质荧光谱特性限制，要实现可见光激光输出，需要进行频率上转换，存在光功率转换效率低、对泵浦源的功率和波长要求高、输出波长选择有限等问题。本实用新型实施例利用量子点作为增益介质，实现可见光量子点光纤激光器。通过调整所掺杂量子点的尺寸，配合相应腔镜，可以实现可见光区域任意波长激光输出，极大地拓宽了光纤激光器的工作波长。