一種單頻窄線寬綠光激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型綠色激光器，尤其是一種單頻窄線寬綠光激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]綠色激光在激光顯示、激光傳感、醫(yī)療、工業(yè)加工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。綠色激光一般采用固體激光器通過腔內(nèi)、腔外的倍頻方式來實(shí)現(xiàn)，而整個系統(tǒng)中采用空間對準(zhǔn)的光學(xué)元件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且多數(shù)綠色激光為自由偏振多模激光，線寬較寬。光纖激光器具有轉(zhuǎn)換效率高，穩(wěn)定性好、窄線寬，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。近年來，隨著新型周期極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰(PPLN)光波導(dǎo)的應(yīng)用，采用光纖激光器作為倍頻種子源，波導(dǎo)型PPLN倍頻晶體作為倍頻系統(tǒng)，獲得結(jié)構(gòu)緊湊性能穩(wěn)定的綠色激光成為可能，這種綠色激光產(chǎn)生方法為全光纖型，避免了采用空間光學(xué)器件復(fù)雜對準(zhǔn)和定期維護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供了一種窄線寬、長相干長度的單頻窄線寬綠光激光器。
[0004]單頻綠色激光除具有傳統(tǒng)激光器的優(yōu)點(diǎn)外，還具有窄線寬、長相干長度等優(yōu)點(diǎn)，這在激光傳感和相干檢測領(lǐng)域有較好的應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種單頻窄線寬綠光激光器，包括1064nm波段單頻窄線寬環(huán)形腔摻鐿光纖激光器(100)，保偏摻鐿光纖放大器(20)及基于PPLN光波導(dǎo)的倍頻系統(tǒng)(30)，1064nm波段單頻窄線寬環(huán)形腔摻鐿光纖激光器(100)輸出的激光經(jīng)保偏摻鐿光纖放大器(20)放大后，通過光纖直接注入基于PPLN光波導(dǎo)的倍頻系統(tǒng)(30)并倍頻為532nm波段單頻窄線寬綠光。
[0006]作為優(yōu)化的技術(shù)方案，在倍頻后的532nm波段單頻窄線寬綠光和余下的1064nm激光經(jīng)分光鏡進(jìn)行分離。
[0007]更具體的，所述1064nm波段單頻窄線寬環(huán)形腔摻鐿光纖激光器(100)包括作為栗浦光源的976nm半導(dǎo)體激光器(1)、980/1064nm保偏光纖波分復(fù)用器(2)、保偏摻鐿光纖(3)、保偏光纖親合器(4)、保偏光纖環(huán)形器(5)、未栗浦摻鐿光纖(6)、中心波長為1064nm波段的光纖布拉格光柵(7)，以及保偏光纖隔離器(8)；
[0008]保偏光纖波分復(fù)用器(2)、保偏摻鐿光纖(3)、保偏光纖耦合器(4)和保偏光纖環(huán)形器(5)相互連接形成環(huán)形腔，半導(dǎo)體激光器(1)連接保偏光纖波分復(fù)用器(2)的a端口，保偏光纖波分復(fù)用器(2)的b端口連接保偏摻鐿光纖(3)的第一端，保偏摻鐿光纖(3)的第二端連接保偏光纖環(huán)形器(5)的c端口，保偏光纖環(huán)形器(5)的a端口連接保偏光纖耦合器(4)的b端口，保偏光纖耦合器(4)的a端口連接保偏光纖波分復(fù)用器(2)的c端口，保偏光纖環(huán)形器(5)的b端口通過未栗浦摻鐿光纖(6)連接光纖布拉格光柵(7)，保偏光纖耦合器(4)的c端口通過保偏光纖隔離器(8)連接保偏摻鐿光纖放大器(20);
[0009]半導(dǎo)體激光器(1)經(jīng)保偏光纖波分復(fù)用器(2)進(jìn)入保偏摻鐿光纖(3)，使Yb3+形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，所述的保偏摻鐿光纖(3)產(chǎn)生的熒光沿著逆時針方向傳輸，保偏摻鐿光纖
(3)產(chǎn)生的熒光依次經(jīng)過保偏光纖波分復(fù)用器(2)、保偏光纖耦合器(4)、保偏光纖環(huán)形器
(5)的a端口、b端口，通過未栗浦摻鐿光纖(6)，經(jīng)光纖布拉格光柵(7)反射回未栗浦摻鐿光纖￠)，經(jīng)保偏光纖環(huán)形器(5)的b端口、c端口返回主環(huán)形腔中，在多次的循環(huán)放大振蕩后形成激光通過保偏光纖耦合器(4)和保偏光纖隔離器(8)輸出并進(jìn)入保偏摻鐿光纖放大器(20)放大。
[0010]更具體的，所述保偏摻鐿光纖放大器(20)是單級雙向栗浦結(jié)構(gòu)，包括依次相連的第一保偏光纖波分復(fù)用器或保偏光纖合束器(10)、保偏摻鐿光纖(11)、第二保偏光纖波分復(fù)用器或保偏光纖合束器(12)、保偏光纖隔離器(14)，第一單?；蚨嗄?76nm半導(dǎo)體激光器栗浦光(9)連接第一保偏光纖波分復(fù)用器或保偏光纖合束器(10)，第二單?；蚨嗄?76nm半導(dǎo)體激光器栗浦光(13)連接第二偏光纖波分復(fù)用器或保偏光纖合束器(12);
[0011]第一、第二單?；蚨嗄?76nm半導(dǎo)體激光器栗浦光(9)、(13)通過第一、第二980/1064nm保偏光纖波分復(fù)用器或保偏光纖合束器(10)、(12)進(jìn)入保偏摻鐿光纖(11)，實(shí)現(xiàn)Yb3+形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，種子光通過后得到放大后依次通過第二單?；蚨嗄?76nm半導(dǎo)體激光器栗浦光(13)、1064nm波段保偏光纖隔離器(14)進(jìn)入基于PPLN光波導(dǎo)的倍頻系統(tǒng)
(30);
[0012]保偏摻鐿光纖放大器(20)是單級雙向栗浦結(jié)構(gòu)，或單級單向栗浦結(jié)構(gòu)或是多個單級雙向栗浦結(jié)構(gòu)、單級單向結(jié)構(gòu)的級聯(lián)組合結(jié)構(gòu)。
[0013]優(yōu)化的，所述保偏摻鐿光纖(11)采用的是保偏單包層摻鐿光纖或保偏雙包層摻鐿光纖。
[0014]更具體的，所述基于PPLN光波導(dǎo)的倍頻系統(tǒng)(30)包括PPLN晶體波導(dǎo)(15)以及532/1064nm 二向色鏡(16)，經(jīng)過保偏摻鐿光纖放大器(20)放大后的1064nm波段單頻窄線寬環(huán)形腔摻鐿光纖激光通過光纖注入PPLN晶體波導(dǎo)(15)實(shí)現(xiàn)倍頻產(chǎn)生532nm波段單頻綠色激光，通過自由空間輸出或光纖輸出，532nm波段單頻窄線寬綠光和未轉(zhuǎn)換余下的1064nm波段激光被532/1064nm 二向色鏡(16)分離。
[0015]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):采用1064nm波段單頻窄線寬環(huán)形腔摻鐿光纖激光器作為種子源，經(jīng)保偏摻鐿光纖放大器放大，由PPLN倍頻晶體波導(dǎo)倍頻獲得高性能的單頻窄線寬綠色激光，結(jié)構(gòu)簡單緊湊。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為1064nm波段單頻窄線寬環(huán)形腔摻鐿光纖激光器光譜圖。
[0018]圖中標(biāo)號:100 1064nm波段單頻窄線寬環(huán)形腔摻鐿光纖激光器、20保偏摻鐿光纖放大器、30PPLN倍頻晶體波導(dǎo)倍頻系統(tǒng)、1半導(dǎo)體激光器、2 980/1064nm保偏光纖波分復(fù)用器、3保偏摻鐿光纖、4保偏光纖親合器、5保偏光纖環(huán)形器、6未栗浦摻鐿光纖、7光纖布拉格光柵、8保偏光纖隔離器、9半導(dǎo)體激光器、10 980/1064nm保偏光纖波分復(fù)用器、11保偏摻鐿光纖、12 980/1064nm保偏光纖波分復(fù)用器、13半導(dǎo)體激光器、14保偏光纖隔離器、15PPLN倍頻晶體波導(dǎo)、16 二向色鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0020]如圖1所示，本實(shí)施例中，一種單頻窄線寬綠光激光器，包括1064nm波段單頻窄線寬環(huán)形腔摻鐿光纖激光器100，保偏摻鐿光纖放大器20及基于PPLN(周期極化反轉(zhuǎn)鈮酸鋰)光波導(dǎo)的倍頻系統(tǒng)30。
[0021]1064nm波段單頻窄線寬環(huán)形腔摻鐿光纖激光器100輸出的激光經(jīng)保偏摻鐿光纖放大器20放大后，通過光纖直接注入基于PPLN光波導(dǎo)的倍頻系統(tǒng)30并倍頻為532nm波段單頻窄線寬綠光。倍頻后的532nm波段單頻窄線寬綠光和余下的1064nm波段激光經(jīng)分光鏡進(jìn)行分離。
[0022]所述1064nm波段單頻窄線寬環(huán)形腔摻鐿光纖激光器100包括作為栗浦光源的976nm半導(dǎo)體激光器l、980/1064nm保偏光纖波分復(fù)用器2、保偏摻鐿光纖3、保偏光纖親合器4、保偏光纖環(huán)形器5、未栗浦摻鐿光纖6、中心波長為1064nm波段的光纖布拉格光柵7，以及保偏光纖隔離器8。
[0023]保偏光纖波分復(fù)用器2、保偏摻鐿光纖3、保偏光纖親合器4和保偏光纖環(huán)形器5相互連接形成環(huán)形腔。半導(dǎo)體激光器1連接保偏光纖波分復(fù)用器2的a端口，保偏光纖波分復(fù)用器2的b端口連接保偏摻鐿光纖3的第一端，保偏摻鐿光纖3的第二端連接保偏光纖環(huán)形器5的c端口，保偏光纖環(huán)形器5的a端口連接保偏光纖耦合器4的b端口，保偏光纖耦合器4的a端口連接保偏光纖波分復(fù)用器2的c端口，保偏光纖環(huán)形器5的b端口通過未栗浦摻鐿光纖6連接光纖布