本發(fā)明涉及光纖激光器，尤其是涉及基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代光通信、光傳感和精密光學(xué)領(lǐng)域中，藍(lán)光激光器因其較短的波長和較高的光子能量，成為一類備受關(guān)注的光源。尤其是在高密度光存儲、生物醫(yī)療成像、光刻技術(shù)以及水下通信等應(yīng)用中，藍(lán)光激光器的需求日益增長。然而，現(xiàn)有的藍(lán)光激光器技術(shù)在實現(xiàn)波長靈活切換、輸出穩(wěn)定性以及系統(tǒng)緊湊性方面仍存在許多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)藍(lán)光激光器通常依賴于固態(tài)激光器或半導(dǎo)體激光器進(jìn)行空間倍頻輸出。這些技術(shù)中，固態(tài)激光器通過腔外倍頻晶體實現(xiàn)非線性倍頻，將紅外或近紅外波段的激光轉(zhuǎn)換為藍(lán)光。然而，這種技術(shù)路徑波長調(diào)節(jié)能力有限，系統(tǒng)復(fù)雜性高。

2、與固態(tài)和半導(dǎo)體激光器相比，光纖激光器憑借其結(jié)構(gòu)緊湊、散熱性能優(yōu)越、長距離傳輸損耗低等優(yōu)點，在各類激光器技術(shù)中占據(jù)了重要地位。光纖激光器通過摻雜增益光纖放大光信號，并結(jié)合非線性光學(xué)效應(yīng)實現(xiàn)倍頻輸出?，F(xiàn)有光纖激光器通常采用光纖光柵或多模干涉濾波器進(jìn)行波長選擇，但這些濾波技術(shù)的波長選擇范圍和靈活性有限，尤其在多波長輸出或快速切換時效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器。

2、本發(fā)明提供了基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，該光纖藍(lán)光激光器包括：泵浦光源、波分復(fù)用器、摻釹增益光纖、倍頻晶體、第一偏振控制器、sagnac環(huán)、第二耦合器及光譜儀；

3、其中，泵浦光源輸出端與波分復(fù)用器輸入端連接，波分復(fù)用器輸出端與摻釹增益光纖一端連接，摻釹增益光纖另一端與sagnac環(huán)一端連接，sagnac環(huán)另一端與倍頻晶體一端連接，倍頻晶體另一端與第二耦合器輸入端連接，第二耦合器的第一輸出端與第一偏振控制器輸入端連接，第二耦合器的第二輸出端與光譜儀輸入端連接，第一偏振控制器輸出端與波分復(fù)用器背向端連接。

4、進(jìn)一步的，sagnac環(huán)包括：第一耦合器、第二偏振控制器及保偏光纖；

5、其中，第一耦合器輸入端與摻釹增益光纖一端連接，第一耦合器另一輸入端與倍頻晶體一端連接，第一耦合器輸出端依次與保偏光纖、第二偏振控制器及第一耦合器另一出輸出端連接，形成sagnac環(huán)結(jié)構(gòu)。

6、進(jìn)一步的，第一耦合器的2×2分光比為50:50；第二耦合器的1×2分光比為90:10。

7、進(jìn)一步的，第二耦合器的第一輸出端為90％端；第二耦合器的第二輸出端為10％端。

8、進(jìn)一步的，泵浦光源為808nm泵浦光源。

9、進(jìn)一步的，摻釹增益光纖為摻nd3+增益光纖，且摻釹增益光纖采用900nm波段的增益輸出。

10、進(jìn)一步的，倍頻晶體為摻鎂氧化物的周期極化鈮酸鋰晶體，且倍頻晶體將900nm的基頻光通過二次諧波產(chǎn)生過程轉(zhuǎn)換為450nm的藍(lán)光。

11、進(jìn)一步的，倍頻晶體表面設(shè)置有智能溫控器，智能溫控器包括：熱電制冷器、納米涂層、溫度傳感器、溫控芯片及散熱片；

12、其中，熱電制冷器安裝在倍頻晶體底部，納米涂層涂覆在倍頻晶體外表面，溫度傳感器安裝在倍頻晶體側(cè)面，溫控芯片與熱電制冷器、溫度傳感器及散熱片連接。

13、進(jìn)一步的，智能溫控器通過采用pid控制算法實時調(diào)整熱電制冷器的加熱或冷卻溫度，并通過持續(xù)積累溫控數(shù)據(jù)，在每個采樣周期內(nèi)優(yōu)化調(diào)整控制策略，實現(xiàn)倍頻晶體的溫度控制。

14、進(jìn)一步的，通過采用pid控制算法實時調(diào)整熱電制冷器的加熱或冷卻溫度，并通過持續(xù)積累溫控數(shù)據(jù)，在每個采樣周期內(nèi)優(yōu)化調(diào)整控制策略，實現(xiàn)倍頻晶體的溫度控制包括：

15、根據(jù)實際應(yīng)用需求，設(shè)定倍頻晶體的目標(biāo)工作溫度，并對參與溫度監(jiān)測與調(diào)節(jié)的溫度傳感器及熱電制冷器進(jìn)行校準(zhǔn)；

16、實時采集倍頻晶體工作過程中的溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)目標(biāo)工作溫度與當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)計算溫度差值，利用pid控制算法計算比例-積分-微分系數(shù)，轉(zhuǎn)換為熱電制冷器的控制信號；

17、設(shè)定采樣周期，存儲實時采集的溫度數(shù)據(jù)，通過定期分析已存儲的歷史溫度數(shù)據(jù)與實時溫度數(shù)據(jù)，評估pid控制的效果，并根據(jù)評估結(jié)果，結(jié)合環(huán)境溫度及負(fù)載變化，優(yōu)化熱電制冷器的控制信號。

18、本發(fā)明的有益效果為：

19、1、通過采用sagnac濾波器作為核心波長選擇模塊，通過調(diào)節(jié)偏振控制器實現(xiàn)波長的靈活切換；激光器以808nm激光二極管作為泵浦源，采用摻釹光纖放大器實現(xiàn)900nm波段的增益輸出；通過級聯(lián)波分復(fù)用器(wdm)、偏振控制器(pc)、保偏光纖(pmf)和輸出耦合器(oc)構(gòu)建的sagnac環(huán)，對不同波長的信號光進(jìn)行選擇性濾波；最終，經(jīng)過周期性極化鈮酸鋰晶體(mgo:ppln)倍頻，在光纖激光器中實現(xiàn)藍(lán)光波段的可切換藍(lán)光輸出。

20、2、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)單波長、雙波長以及三波長的穩(wěn)定激光輸出，通過調(diào)整偏振控制器實現(xiàn)波長的靈活調(diào)諧，結(jié)合了光纖激光器的波長靈活性與非線性倍頻技術(shù)，不僅能夠克服傳統(tǒng)倍頻裝置的限制，還能提供結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性高的藍(lán)光輸出，展現(xiàn)了良好的側(cè)模抑制比和多波長激光輸出性能，能夠為光通信、激光顯示、精密測量等領(lǐng)域提供了高質(zhì)量的藍(lán)光光源。

技術(shù)特征：

1.基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，其特征在于，該光纖藍(lán)光激光器包括：泵浦光源、波分復(fù)用器、摻釹增益光纖、倍頻晶體、第一偏振控制器、sagnac環(huán)、第二耦合器及光譜儀；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，其特征在于，所述sagnac環(huán)包括：第一耦合器、第二偏振控制器及保偏光纖；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，其特征在于，所述第一耦合器的2×2分光比為50:50；所述第二耦合器的1×2分光比為90:10。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，其特征在于，所述第二耦合器的第一輸出端為90％端；所述第二耦合器的第二輸出端為10％端。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，其特征在于，所述泵浦光源為808nm泵浦光源。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，其特征在于，所述摻釹增益光纖為摻nd3+增益光纖，且所述摻釹增益光纖采用900nm波段的增益輸出。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，其特征在于，所述倍頻晶體為摻鎂氧化物的周期極化鈮酸鋰晶體，且所述倍頻晶體將900nm的基頻光通過二次諧波產(chǎn)生過程轉(zhuǎn)換為450nm的藍(lán)光。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，其特征在于，所述倍頻晶體表面設(shè)置有智能溫控器，所述智能溫控器包括：熱電制冷器、納米涂層、溫度傳感器、溫控芯片及散熱片；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，其特征在于，所述智能溫控器通過采用pid控制算法實時調(diào)整所述熱電制冷器的加熱或冷卻溫度，并通過持續(xù)積累溫控數(shù)據(jù)，在每個采樣周期內(nèi)優(yōu)化調(diào)整控制策略，實現(xiàn)所述倍頻晶體的溫度控制。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，其特征在于，所述通過采用pid控制算法實時調(diào)整所述熱電制冷器的加熱或冷卻溫度，并通過持續(xù)積累溫控數(shù)據(jù)，在每個采樣周期內(nèi)優(yōu)化調(diào)整控制策略，實現(xiàn)所述倍頻晶體的溫度控制包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于Sagnac濾波的波長可切換光纖藍(lán)光激光器，涉及光纖激光器技術(shù)領(lǐng)域，該光纖藍(lán)光激光器包括：泵浦光源、波分復(fù)用器、摻釹增益光纖、倍頻晶體、第一偏振控制器、Sagnac環(huán)、第二耦合器及光譜儀；其中，泵浦光源輸出端與波分復(fù)用器輸入端連接，波分復(fù)用器輸出端與摻釹增益光纖一端連接，摻釹增益光纖另一端與Sagnac環(huán)一端連接，Sagnac環(huán)另一端與倍頻晶體一端連接，倍頻晶體另一端與第二耦合器輸入端連接，第二耦合器的第一輸出端與第一偏振控制器輸入端連接。本發(fā)明通過采用Sagnac濾波器作為核心波長選擇模塊，通過調(diào)節(jié)偏振控制器實現(xiàn)波長的靈活切換。

技術(shù)研發(fā)人員：王一璋,趙景平,韓植,鐘建榮
受保護的技術(shù)使用者：北京藍(lán)牧激光科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8