一种激光器种子源系统及制备方法与流程

本发明属于激光技术领域，尤其涉及一种激光器种子源系统及制备方法。

背景技术：

激光器在人们的生活中具有越来越重要的作用，带来了巨大的经济价值。通常，激光器可以分为连续型激光器和脉冲型激光器，其中，连续型激光器和脉冲型激光器中的种子源作为一种小功率输出的高稳定性激光器系统，可以在生物成像，环境传感，医疗和基础研究等领域作为一种理想的测试光源。另外，种子源经过激光放大系统的有效放大，可以实现大功率的激光输出，使其在激光切割，激光微加工，激光通信等领域具有广泛的应用。

目前主要的激光器种子源系统均采用固体的封装方法将激光器系统固定到由铝合金板等金属材料作为封装材质的盒子中。利用金属材质作为封装材料只能将激光器系统中的各元件进行固定，会使封装后的激光器的体积巨大，另外，该种封装方法还有：工艺复杂，花费成本高，对外部环境要求高，易受潮，抗震能力差，激光器元件的使用寿命较低的缺点。由于上述缺点限制了激光器种子源在实际应用中的应用领域。

技术实现要素：

本发明提供一种激光器种子源系统及制备方法，旨在解决现有的激光器体积巨大，制备工艺复杂，花费成本高，对外部环境要求高，易受潮，抗震能力差，使用寿命低等缺陷限制激光器的应用领域的问题。

本发明提供的一种激光器种子源系统，所述系统包括：高分子柔性外壳和激光器种子源，所述高分子柔性外壳包裹所述激光器种子源，并保留所述激光器种子源的输入光纤和输出光纤在所述高分子柔性外壳的外部。

本发明提供的一种激光器种子源系统的制备方法，包括：

将所述高分子柔性材料制备为流体状，并固化为预置形状的高分子柔性块体；

将激光器种子源置于所述高分子柔性块体表面进行固定；

在所述激光器种子源表面覆盖流体状高分子柔性材料，并进行固化。

本发明提供的一种激光器种子源系统及制备方法，采用高分子柔性材料的外壳包裹激光器种子源，不仅可以隔离外部环境，避免外部环境对激光器的影响，还可以达到抗震的目的，进而提高了激光器的使用寿命。此外，该激光器结构简单，体积较小，方便使用，可以扩大应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1是本发明提供的一种激光器种子源系统的结构示意图；

图2为本发明提供的一种可饱和吸收体的结构示意图；

图3为本发明提供的另一种可饱和吸收体的结构示意图；

图4为本发明提供的一种激光器种子源系统的制备方法。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明第一实施例提供的激光器种子源系统的结构示意图，图1所示的激光器种子源系统主要包括：高分子柔性外壳101和激光器种子源；激光器种子源包括：可饱和吸收体102、光学波分复用器103、增益光纤104、光隔离器105、光学耦合器106、输入光纤107和输出光纤108。

高分子柔性外壳101包裹激光器种子源，并保留激光器种子源的输入光纤107和输出光纤108在高分子柔性外壳101的外部。

具体地，高分子柔性外壳101的材料为聚二甲基硅氧烷。高分子柔性外壳的尺寸为厚度0.5～5cm。通过高分子柔性外壳101包裹激光器种子源，不仅能够在应力的作用下适当的弯曲，具有良好的柔韧性，还可以很好的隔绝湿潮的空气，以提高激光器的寿命，由于材料对可见光具有高的透过率，还可以清楚的观察到激光器种子源的工作状态。此外，由于本发明提供的激光器种子源系统的采用一体式和可模块化集成，集成化程度高，可以扩展机关器的应用范围，并降低成本。本发明所提供的激光器种子源系统可以作为连续输出激光器的种子源系统和脉冲输出激光器的种子源系统，也可以作为全光纤激光器的种子源系统、固体激光器的种子源系统和光纤固体混合激光器的种子源系统，其工作波长可以采用可见光波段、近红外波段、中红外波段和远红外波段。

光学波分复用器103与输入光纤107连接，用于对输入的泵浦激光进行耦合。

增益光纤104与光学波分复用器103连接，用于对耦合后的激光进行增益。

光隔离器105与增益光纤104连接，用于限制激光的输出方向，以使激光单向输出。

可饱和吸收体102与光学波分复用器103连接，用于将光学波分复用器103输出的增益后的激光由连续型激光转换为脉冲型激光。

光学耦合器106分别与可饱和吸收体101和光隔离器105连接，用于将脉冲型激光分为两部分，其中一部分通过输出光纤108输出，另一部分输入到光隔离器105。

上述激光器种子源，通过不断的将一部分脉冲型激光进行输出，另一部分进行增益放大，最终也可以得到稳定的脉冲激光。

进一步地，可饱和吸收体102包括：第一光纤、第二光纤和低维材料。

第一光纤的纤芯的端面和第二光纤的纤芯的端面中间夹有低维材料。

具体地，低维材料为碳纳米管、石墨烯、过渡金属硫化物和黑磷中的至少一种。过渡金属硫化物为二硫化钼、二硫化钨、二硒化钨、二硒化钼、二硒化锆、二硫化锆、二硫化锡、二硒化锡、二碲化钨、二碲化钼、二硫化铪、二硒化铪、二硒化铼、二硫化铼和硒化铟中的至少一种。低维材料可以为薄膜，粉末等形态的材料。第一光纤112和第二光纤122的通过低维材料进行耦合，从而形成了可保护吸收体，如此，输入的激光从第一光纤112的输入端进入，通过低维材料时，低维材料对输入的激光进行充分的调制，通过第二光纤122进入激光器腔内。调制后的激光为脉冲式激光，可以实现激光器的自启动和脉冲压缩。优选地，低维材料为原子层级别的低维材料，即几个纳米厚度的低维层状材料。基于低维材料的非线性可饱和吸收特性，即低维材料对入射光的透过率随着入射光的光强增大而非线性增大，实现对激光器腔内光强较小的噪声脉冲进行吸收漂白，从而进一步抑制激光器腔内噪声脉冲的产生，提高输出脉冲序列的稳定性。

进一步地，请参阅图2，图2为可饱和吸收体的结构示意图，图2所示的可饱和吸收体202包括：第一光纤212、第二光纤222、插芯232和低维材料234。

其中，插芯232为管状，第一光纤212和第二光纤222插入到插芯232两端的管腔内。

具体的，插芯232为陶瓷材料。插芯232一方面用于固定第二光纤212和第二光纤222，以便使其进行耦合，另一方面通过插芯232可以最大程度将第一光纤212、第二光纤222和低维材料242与外部环境隔离，避免被空气中的杂志影响其非线性光学性能。

可选地，请参阅图3，图3为可饱和吸收体的结构示意图，图3所示的可饱和吸收体302包括：第一光纤312、第二光纤322、v型槽332和低维材料342。

第一光纤312和第二光纤322置于v型槽332内。

将第一光纤312和第二光纤322置于v型槽332内，可以有效的固定第一光纤312和第二光纤322，使二者进行耦合。

本发明提供一种激光器种子源系统，采用高分子柔性材料的外壳包裹激光器种子源，不仅可以隔离外部环境，避免外部环境对激光器的影响，还可以达到抗震的目的，进而提高了激光器的使用寿命。此外，该激光器结构简单，体积较小，方便使用，可以扩大应用范围。

本发明第二实施例提供一种激光器种子源系统的制备方法，如图4所示，图4为激光器种子源系统的制备方法的流程示意图，该方法包括：

s401、将高分子柔性材料制备为流体状，并固化为预置形状的高分子柔性块体；

s402、将激光器种子源置于该高分子柔性块体表面进行固定；

s403、在该激光器种子源表面覆盖流体状高分子柔性材料，并进行固化。

进一步地，激光器种子源包括光学波分复用器、增益光纤、光隔离器、光学耦合器和可饱和吸收体，其中，可饱和吸收体的制备方法包括：

将第一光纤插入插芯的一端的管腔内；

利用低维材料覆盖所述第一光纤的纤芯的端面；

将第二光纤的纤芯的端面贴紧低维材料，并插入到插芯的另一端的管腔内，形成所述可饱和吸收体。

进一步地，可饱和吸收体的制备还包括：

将第一光纤放置在v型槽内；

利用低维材料覆盖第一光纤的纤芯的端面；

将第二光纤放置在v型槽内，并使第二光纤的纤芯的端面贴紧低维材料，形成可饱和吸收体。

本发明第二实施例中的未尽细节，请参照图1～图3所示的第一实施例，在此不再赘述。

本发明提供一种激光器种子源系统的制备方法，采用高分子柔性材料的外壳包裹激光器种子源，不仅可以隔离外部环境，避免外部环境对激光器的影响，还可以达到抗震的目的，进而提高了激光器的使用寿命。此外，该激光器结构简单，体积较小，方便使用，可以扩大应用范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。