一种激光器的制作方法

本实用新型实施例涉及光学技术领域，特别涉及一种激光器。

背景技术：

调q技术又叫q开关技术，是将一般输出的连续激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使光源的峰值功率可提高几个数量级的一种技术，因而采用调q技术的激光器，能够输出高峰值功率，窄脉宽脉冲激光。调q激光器又包括电光调q激光器、声光调q激光器、可饱和吸收染料调q激光器等多种类型，其中，声光调q激光器主要是采用光纤型的声光q开关(aom)实现全光纤结构的脉冲激光输出。

在实现本实用新型实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：市场上现有的声光调q激光器大多采用直线腔的形式，受限于声光调制器阈值的限制，通常只能得到脉宽在数百纳秒、重复频率在150khz以下的调q脉冲，这些条件严重限制了调q激光器的应用场景。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例的目的是提供一种脉宽较窄，重复频率较高的激光器。

本实用新型实施例的目的是通过如下技术方案实现的：

为解决上述技术问题，本实用新型实施例中提供了一种激光器，包括：

第一泵浦光源；

第一合束器，其泵浦端与所述第一泵浦光源的输出端连接；

第一有源光纤，其一端与所述第一合束器的输出端连接；

输出耦合器，其输入端与所述第一有源光纤的另一端连接；

输出结构，其输入端与所述输出耦合器的第一输出端连接；

声光调制器；以及

第一在线隔离器，所述第一在线隔离器与所述声光调制器连接，所述声光调制器与所述第一在线隔离器连接在所述输出耦合器的第二输出端和所述第一合束器的信号端之间；其中，

所述第一在线隔离器设置有窄带滤波片，所述输出耦合器的输入端、第一输出端和第二输出端，所述声光调制器的输入端和输出端，以及，所述第一在线隔离器的输入端和输出端，均设置为单包层的无源光纤。

在一些实施例中，所述声光调制器的输入端与所述输出耦合器的第二输出端连接，所述声光调制器的输出端与所述第一在线隔离器的输入端连接，所述第一在线隔离器的输出端与所述第一合束器的信号端连接。

在一些实施例中，所述第一在线隔离器的输入端与所述输出耦合器的第二输出端连接，所述第一在线隔离器的输出端与所述声光调制器的输入端连接，所述声光调制器的输出端与所述第一合束器的信号端连接。

在一些实施例中，所述声光调制器的输入端与所述输出耦合器的第二输出端连接，所述声光调制器的输出端与所述第一在线隔离器的输出端连接，所述第一在线隔离器的输入端与所述第一合束器的信号端连接。

在一些实施例中，所述第一在线隔离器的输出端与所述输出耦合器的第二输出端连接，所述第一在线隔离器的输入端与所述声光调制器的输入端连接，所述声光调制器的输出端与所述第一合束器的信号端连接。

在一些实施例中，所述输出结构包括至少一级放大光路，所述放大光路包括：第二在线隔离器、至少一个第二泵浦光源、第二合束器、第二有源光纤和光隔离器，其中，

所述第二在线隔离器的输入端与所述输出耦合器的第一输出端或上一级放大光路的光隔离器的输出端连接，所述第二在线隔离器的输出端与所述第二合束器的信号端连接，所述至少一个第二泵浦光源的输出端与所述第二合束器的泵浦端连接，所述第二合束器的输出端与所述第二有源光纤的一端连接，所述第二有源光纤的另一端与所述光隔离器的输入端连接。

在一些实施例中，所述第二在线隔离器和/或所述光隔离器设置有窄带滤波片。

在一些实施例中，所述第二在线隔离器的输入端和输出端，以及，所述光隔离器的输入端和输出端，均设置为单包层的无源光纤。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例中提供了一种激光器，包括：第一泵浦光源，泵浦端与第一泵浦光源的输出端连接的第一合束器，一端与第一合束器的输出端连接的第一有源光纤，输入端与第一有源光纤的另一端连接的输出耦合器，输入端与输出耦合器的第一输出端连接的输出结构，连接在输出结构的第二输出端和第一合束器的信号端之间的声光调制器和第一在线隔离器，其中，第一在线隔离器设置有窄带滤波片，第一泵浦光源、第一合束器、第一有源光纤、输出耦合器、输出结构、声光调制器和第一在线隔离器的各个端口均设置为单包层的无源光纤，本实用新型实施例通过泵浦光源提供能量，实现有源光纤的粒子数反转，然后通过aom对腔内q值进行调制，实现窄脉宽调q脉冲输出，提供的激光器脉宽较窄，重复频率较高，并使用窄带在线隔离器和单包层无源光纤对腔内杂散光进行限制，提高激光器输出光束质量和稳定性。

附图说明

一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例一提供的一种激光器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种激光器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例三提供的一种激光器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例四提供的一种激光器的结构示意图；

图5是本实用新型实施例五提供的一种激光器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

为了便于连接结构限定，本实用新型以光路行进/光轴的出射方向为参考进行部件的位置限定。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

具体地，下面结合附图，对本实用新型实施例作进一步阐述。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种激光器，请参见图1，其示出了本实用新型实施例提供的一种激光器的结构，所述激光器包括：第一泵浦光源10、第一合束器20、第一有源光纤30、输出耦合器40、输出结构50、声光调制器60和第一在线隔离器70。

所述第一泵浦光源10能够通过泵浦光将泵浦激光介质(如,有源光纤)中的粒子从较低能级升高到较高能级，以实现粒子数反转。所述第一泵浦光源10设置有一输出端11，所述第一泵浦光源10的输出端11与所述第一合束器20的泵浦端21连接。

所述第一合束器20用于将在环形腔中传输的激光和所述第一泵浦光源10所输出的激光合束后输出。所述第一合束器20设置有泵浦端21、输出端22和信号端23，所述第一合束器20的泵浦端21与所述第一泵浦光源10的输出端11连接，所述第一合束器20的输出端22与所述第一有源光纤30的一端31连接，所述第一合束器20的信号端23与所述第一在线隔离器70的输出端72连接。

所述第一有源光纤30设置有两个端口(一端31和另一端32)，所述第一有源光纤30的一端31与所述第一合束器20的输出端22连接，所述第一有源光纤30的另一端32与所述输出耦合器40的输入端41连接。

所述输出耦合器40为一种将光纤中的输入光分配给一根或多根光纤输出实现光信号分路/合路功能的器件，其功能是将腔内的光功率部分输出，在本实用新型实施例中，所述输出耦合器40能够有效降低声光调制器60的激光能量，提高环形腔内运行的能量，以使输出激光能够获取更高的频率和更窄的脉宽。所述输出耦合器40设置有输入端41、第一输出端42和第二输出端43，所述输出耦合器40的输入端41与所述第一有源光纤30的另一端32连接，所述输出耦合器40的第一输出端42与所述输出结构50的输入端51连接，所述输出耦合器40的第二输出端43与所述声光调制器60的输入端61连接。

所述输出结构50用于输出经本实用新型实施例的激光器调制后的激光，其可以是光隔离器，或者，放大光路等。所述输出结构50设置有输入端51，所述输出结构50的输入端51与所述输出耦合器40的第一输出端42连接。

所述声光调制器(aom,acousto-opticalmodulators)60为一种能够控制激光束强度变化的声光器件，能够利用声光效应将信息加载于光频载波，在本实用新型实施例中用于调制所述激光器输出的激光。所述声光调制器60与所述第一在线隔离器70连接，所述声光调制器60与所述第一在线隔离器70连接在所述输出耦合器40的第二输出端43和所述第一合束器20的信号端23之间。具体地，在本实用新型实施例中，所述声光调制器60设置有输入端61和输出端62，所述声光调制器60的输入端61与所述输出耦合器40的第二输出端43连接，所述声光调制器60的输出端62与所述第一在线隔离器70的输入端71连接。

所述第一在线隔离器70用于限制激光的单向传输，所述第一在线隔离器70设置有窄带滤波片，能够有效滤除腔内杂散光，提高输出的光束质量和激光器的稳定性。所述声光调制器60与所述第一在线隔离器70连接，所述声光调制器60与所述第一在线隔离器70连接在所述输出耦合器40的第二输出端43和所述第一合束器20的信号端23之间。具体地，在本实用新型实施例中，所述第一在线隔离器70设置有输入端71和输出端72，所述第一在线隔离器70的输入端71与所述声光调制器60的输出端62连接，所述第一在线隔离器70的输出端72与所述第一合束器20的信号端23连接。

所述输出耦合器40的输入端41、第一输出端42和第二输出端43，所述声光调制器60的输入端61和输出端62，以及，所述第一在线隔离器70的输入端71和输出端72，均设置为单包层的无源光纤，以使所述激光器能够有效滤除腔内杂散光，提高输出光束的质量和激光器的稳定性。

工作时，所述泵浦光源10提供能量，实现所述第一有源光纤30的粒子数反转，然后通过所述声光调制器60对腔内q值进行调制，实现窄脉宽调q脉冲的输出，并使用设置有窄带滤波片的第一在线隔离器70和各个期间端口上的单包层无源光纤对腔内杂散光进行限制，以提高激光器输出光束的质量和稳定性。

本实用新型实施例所提供的激光器能够产生脉宽最窄小于10纳秒，重复频率在30khz-1mhz之间的稳定调q脉冲，其有效地提高了声光调q激光器的峰值功率，并使用窄带滤波片和单包层无源光纤对腔内杂质光进行限制，提高了激光器输出光束的质量和稳定性，使得调q激光器的应用场景更多，能够有效提高产品的时长竞争力。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种激光器，请参见图2，其示出了本实用新型实施例提供的一种激光器的结构，所述激光器与上述实施例一所示的激光器具有相同的光学器件及相似的光学连接方式，具地相同的实施内容此处不再详述，与上述实施例一及图1所示的激光器不同的是：所述第一在线隔离器70的输入端71与所述输出耦合器40的第二输出端43连接，所述第一在线隔离器70的输出端72与所述声光调制器60的输入端61连接，所述声光调制器60的输出端62与所述第一合束器20的信号端23连接，以使激光在所述激光器中定向传输。本实用新型实施例所示的激光器能够实现与实施例所示的激光器相同的功能，实现相同的效果。

实施例三

本实用新型实施例提供了一种激光器，请参见图3，其示出了本实用新型实施例提供的一种激光器的结构，所述激光器与上述实施例一所示的激光器具有相同的光学器件及相似的光学连接方式，具地相同的实施内容此处不再详述，与上述实施例一及图1所示的激光器不同的是：所述声光调制器60的输入端61与所述输出耦合器40的第二输出端43连接，所述声光调制器60的输出端62与所述第一在线隔离器70的输出端72连接，所述第一在线隔离器70的输入端71与所述第一合束器20的信号端23连接，以使激光在所述激光器中定向传输。本实用新型实施例所示的激光器能够实现与实施例所示的激光器相同的功能，实现相同的效果。

实施例四

本实用新型实施例提供了一种激光器，请参见图4，其示出了本实用新型实施例提供的一种激光器的结构，所述激光器与上述实施例一所示的激光器具有相同的光学器件及相似的光学连接方式，具地相同的实施内容此处不再详述，与上述实施例一及图1所示的激光器不同的是：所述第一在线隔离器70的输出端72与所述输出耦合器40的第二输出端43连接，所述第一在线隔离器60的输入端61与所述声光调制器70的输入端71连接，所述声光调制器60的输出端62与所述第一合束器20的信号端23连接，以使激光在所述激光器中定向传输。本实用新型实施例所示的激光器能够实现与实施例所示的激光器相同的功能，实现相同的效果。

实施例五

本实用新型实施例提供了一种激光器，请参见图5，其示出了本实用新型实施例提供的一种激光器的结构，所述激光器是在上述实施例一所示的激光器的基础上进行的改进，具体地，所述输出结构50包括至少一级放大光路500，所述放大光路500能够使得所述激光器获得更高功率的激光输出，所述放大光路500包括：第二在线隔离器510、至少一个第二泵浦光源520(图5中以两个第二泵浦源520a和520b为例)、第二合束器530、第二有源光纤540和光隔离器550，其中，

所述第二在线隔离器510的输入端与所述输出耦合器40的第一输出端或上一级放大光路的光隔离器550的输出端连接，所述第二在线隔离器510的输出端与所述第二合束器530的信号端连接，所述至少一个第二泵浦光源520的输出端与所述第二合束器530的泵浦端连接，所述第二合束器530的输出端与所述第二有源光纤540的一端连接，所述第二有源光纤540的另一端与所述光隔离器550的输入端连接。

在一些实施例中，所述第二在线隔离器510和/或所述光隔离器550设置有窄带滤波片。所述第二在线隔离器510和所述光隔离器550用于限制激光的单向传输，能够有效滤除腔内杂散光，提高输出光束的质量和激光器的稳定性。

在一些实施例中，所述第二在线隔离器510的输入端和输出端，以及，所述光隔离器550的输入端和输出端，均设置为单包层的无源光纤，以使所述激光器能够有效滤除腔内杂散光，提高输出光束的质量和激光器的稳定性。

需要说明的是，本实用新型实施例所示的包括至少一级放大光路的输出结构，同样适用于实施例二、实施例三和实施例四所示实施例中的输出结构，此处不再详述。

本实用新型实施例所提供的激光器以上述实施例一、实施例二、实施例三或实施例四所示的激光器为种子源级，在输出结构上进行改进，增加的一级或以上的放大光路能够使得上述窄脉宽调q激光器获得更高的功率。

本实用新型实施例中提供了一种激光器，包括：第一泵浦光源，泵浦端与第一泵浦光源的输出端连接的第一合束器，一端与第一合束器的输出端连接的第一有源光纤，输入端与第一有源光纤的另一端连接的输出耦合器，输入端与输出耦合器的第一输出端连接的输出结构，连接在输出结构的第二输出端和第一合束器的信号端之间的声光调制器和第一在线隔离器，其中，第一在线隔离器设置有窄带滤波片，第一泵浦光源、第一合束器、第一有源光纤、输出耦合器、输出结构、声光调制器和第一在线隔离器的各个端口均设置为单包层的无源光纤，本实用新型实施例提供的激光器脉宽较窄，重复频率较高，输出光束的质量和激光器的稳定性较佳。

需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。