[发明专利]一种双波长可切换光纤激光器及激光产生方法有效
申请号: | 202110323580.8 | 申请日: | 2021-03-25 |
公开(公告)号: | CN113078533B | 公开(公告)日: | 2022-04-12 |
发明(设计)人: | 李剑峰;周锋;张婧蕾;常鹏飞;王晨晨;刘永 | 申请(专利权)人: | 电子科技大学 |
主分类号: | H01S3/067 | 分类号: | H01S3/067;H01S3/08;H01S3/094 |
代理公司: | 成都弘毅天承知识产权代理有限公司 51230 | 代理人: | 沈颖 |
地址: | 611731 四川省成*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 波长 切换 光纤 激光器 激光 产生 方法 | ||
1.一种双波长可切换光纤激光器,其特征在于:包括沿水平方向依次设置的第一激光泵浦源、第一准直透镜、二色镜、第一聚焦透镜、第一光纤光栅、第二光纤光栅、单包层掺Dy3+:InF3光纤、第三光纤光栅、第四光纤光栅、第二聚焦透镜、第二准直透镜和第二激光泵浦源;第一光纤光栅和第四光纤光栅形成产生3μm激光的第一谐振腔,第二光纤光栅和第三光纤光栅形成产生4.3μm激光的第二谐振腔;
第一激光泵浦源产生波长为1.7μm的激光,第一准直透镜用于将1.7μm激光准直,第一聚焦透镜用于将1.7μm激光耦合进单包层掺Dy3+:InF3光纤纤芯;
第二激光泵浦源产生波长为2.35μm的激光,第二准直透镜用于将2.35μm激光准直,第二聚焦透镜用于将2.35μm激光耦合进单包层掺Dy3+:InF3光纤纤芯;
二色镜用于反射单包层掺Dy3+:InF3光纤纤芯产生的输出激光。
2.根据权利要求1所述的双波长可切换光纤激光器,其特征在于:所述第一激光泵浦源和第二激光泵浦源均采用单模光纤激光器。
3.根据权利要求1所述的双波长可切换光纤激光器,其特征在于:所述单包层掺Dy3+:InF3光纤的掺杂浓度为0.2mol%,纤芯直径为12μm,包层直径为80μm。
4.一种基于权利要求1所述双波长可切换光纤激光器的激光产生方法,其特征在于:包括
打开第一激光泵浦源,第一激光泵浦源发出1.7μm泵浦光;
1.7μm泵浦光经第一准直透镜准直后传输至第一聚焦透镜,然后耦合进入单包层掺Dy3+:InF3光纤的纤芯中;
第一谐振腔产生波长为3μm的激光;
产生的3μm激光经第一聚焦透镜传输至二色镜并经由二色镜反射输出;
打开第二激光泵浦源,第二激光泵浦源发出2.35μm泵浦光;
2.35μm泵浦光经第二准直透镜准直后传输至第二聚焦透镜,然后耦合进入单包层掺Dy3+:InF3光纤的纤芯中;
第二谐振腔产生波长为4.3μm的激光并抑制3μm激光的产生;
产生的4.3μm激光经第一聚焦透镜传输至二色镜并经由二色镜反射输出。
5.根据权利要求4所述的双波长可切换光纤激光器的激光产生方法,其特征在于:所述第一谐振腔产生波长为3μm的激光时能级变化过程为:
1.1:1.7μm激光到达掺Dy3+:InF3光纤纤芯,掺Dy3+:InF3光纤中处于能级6H15/2上的Dy3+将通过1.7μm基态吸收过程跃迁至能级6H11/2上;
1.2:处于能级6H11/2上的离子通过多声子弛豫A逐渐到达能级6H13/2,使能级6H13/2和能级6H15/2之间形成离子数反转;
1.3:第一谐振腔产生波长为3μm的受激辐射。
6.根据权利要求4所述的双波长可切换光纤激光器的激光产生方法,其特征在于:所述第二谐振腔产生波长为4.3μm的激光时能级变化过程为:
2.1:2.35μm激光到达掺Dy3+:InF3光纤纤芯,经多声子弛豫A到达能级6H13/2的离子在2.35μm激发态吸收过程作用下跃迁至合并能级6F11/26H9/2上;
2.2:处于合并能级6F11/26H9/2的离子通过多声子弛豫B到达能级6H11/2;
2.3:在2.35μm激发态吸收过程的作用下,能级6H13/2的离子数减少而能级6H11/2的离子数增大,能级6H11/2和能级6H13/2之间形成离子数反转;
2.4:第二谐振腔产生波长为4.3μm的受激辐射。
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