[发明专利]一种大功率光纤基单频脉冲激光器

摘要

本发明公开了一种大功率光纤基单频脉冲激光器，包括泵浦源、合束器、宽带光纤光栅、热电制冷器TEC、输入准直器、非线性晶体、温控炉、输出准直器、高增益掺镱光纤、窄带保偏光纤光栅、PZT压电陶瓷、二色镜。本发明基于短线性腔调Q方式和内腔倍频结构，可以实现波长960~980nm、单一纵模（单频）基频激光。通过两个热电制冷器TEC进行分段温度调节，以及PZT压电陶瓷进行伸缩来精确操控光纤光栅对的波长匹配状态，可以调制谐振腔内损耗，继而实现调Q单频脉冲基频激光输出；再者，通过将厘米长度非线性晶体和内腔倍频结构，提高倍频蓝光的谐波转换效率与输出功率，最终实现基于光纤形式的单频脉冲激光输出。

主权项

1.一种大功率光纤基单频脉冲激光器，包括泵浦源（1），其特征在于还包括合束器（2）、宽带光纤光栅（3）、第一热电制冷器TEC（4）、输入准直器（5）、非线性晶体（6）、温控炉（7）、输出准直器（8）、高增益掺镱光纤（9）、窄带保偏光纤光栅（10）、PZT压电陶瓷（11）、第二热电制冷器TEC（12）、二色镜（13）；其中将高增益掺镱光纤（9）作为激光的工作介质，由宽带光纤光栅（3）和窄带保偏光纤光栅（10）组成短F‑P谐振腔的前后腔镜;其中泵浦源（1）的尾纤与合束器（2）的泵浦输入端连接，合束器（2）的信号输出端与宽带光纤光栅（3）连接，宽带光纤光栅（3）经输入准直器（5）与非线性晶体（6）的一端连接，非线性晶体（6）的另一端经输出准直器（8）与高增益掺镱光纤（9）的一端连接，高增益掺镱光纤（9）的另一端与窄带保偏光纤光栅（10）的一端连接，窄带保偏光纤光栅（10）的另一端与二色镜（13）连接；其中第一热电制冷器TEC（4）、第二热电制冷器TEC（12）分别固定在宽带光纤光栅（3）和窄带保偏光纤光栅（10）上，通过第一热电制冷器TEC（4）对宽带光纤光栅3进行温度调节，改变其波长范围和漂移方向，进而使得窄带保偏光纤光栅（10）的中心波长跟宽带光纤光栅（3）的反射谱出现不匹配的程度加剧，最终不能起振激射基频激光；通过第二热电制冷器TEC（12）对窄带保偏光纤光栅（10）的温度进行调节，改变窄带保偏光纤光栅（10）的中心波长，使其与宽带光纤光栅（3）的反射谱产生不匹配状态；非线性晶体（6）固定在温控炉（7）上，PZT压电陶瓷（11）固定在窄带保偏光纤光栅（10）上，所述的PZT压电陶瓷（11）固定在窄带保偏光纤光栅（10）的侧面，对PZT压电陶瓷（11）施加偏置电压信号实现伸缩，继而对窄带保偏光纤光栅（10）的中心波长进行调节与控制；所述的输入准直器（5）和输出准直器（8）为超短焦距，焦距为0.5‑5cm；所述的非线性晶体（6）为周期极化铌酸锂（LiNbO₃）或钽酸锂（LiTaO₃）晶体，其形状为块体或波导型结构，使用长度为0.5‑5cm；所述的高增益掺镱光纤（9）为双包层结构，其在960‑980nm波长处的增益系数大于1dB/cm，使用长度为0.2‑20cm；所述的二色镜（13）对脉冲蓝光波长高透，透射率大于90%，对基频激光960‑980nm和泵浦光900~930nm波段都是高反，反射率大于90%。