[发明专利]一种双波长可切换光纤激光器及激光产生方法

权利要求书

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⁶H_15/2上的Dy³⁺将通过1.7μm基态吸收过程跃迁至能级⁶H_11/2上；

1.2：处于能级⁶H_11/2上的离子通过多声子弛豫A逐渐到达能级⁶H_13/2，使能级⁶H_13/2和能级⁶H_15/2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⁶H_13/2的离子在2.35μm激发态吸收过程作用下跃迁至合并能级⁶F_11/2⁶H_9/2上；

2.2：处于合并能级⁶F_11/2⁶H_9/2的离子通过多声子弛豫B到达能级⁶H_11/2；

2.3：在2.35μm激发态吸收过程的作用下，能级⁶H_13/2的离子数减少而能级⁶H_11/2的离子数增大，能级⁶H_11/2和能级⁶H_13/2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。