一种物联网用320nm、660nm、1500nm三波长光纤输出激光器的制造方法
【专利摘要】一种物联网用320nm、660nm、1500nm三波长光纤输出激光器，设置四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔，在1500nm激光输出光纤尾段设置1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光输出，在660nm激光输出光纤尾段设置660nm分束光纤圈，分束一路660nm输出，信号光320nm、闲频光1500nm、泵浦光I1064nm与泵浦光II660nm进入320nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，发生四波混频效应，产生信号光320nm输出，最后输出320nm、660nm、1500nm三波长光纤激光输出。
【专利说明】—种物联网用320nm、660nm、1500nm三波长光纤输出激光器
[0001]技术领域:激光器与应用技术领域。
技术背景:
[0002]320nm、660nm、1500nm三波长激光，是用于物联网用光谱检测、激光源、物化分析等应用的激光，它可作为物联网用光纤传320nm、660nm、1500nm三波长感器的分析检测等应用光源，它还用于物联网用光通讯等激光与光电子领域；光纤激光器作为第三代激光技术的代表，具有玻璃光纤制造成本低与光纤的可饶性、玻璃材料具有极低的体积面积比，散热快、损耗低与转换效率较高等优点，应用范围不断扩大。
【发明内容】
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[0003]一种物联网用320nm、660nm、1500nm三波长光纤输出激光器，设置四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔，在1500nm激光输出光纤尾段设置1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光输出，在660nm激光输出光纤尾段设置660nm分束光纤圈，分束一路660nm输出，信号光320nm、闲频光1500nm、泵浦光I1064nm与泵浦光II 660nm进入320nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，发生四波混频效应，产生信号光320nm输出，最后输出320nm、660nm、1500nm三波长光纤激光输出。
[0004]方案一、320nmmmm四波长光纤激光器结构。
[0005]设置信号光320nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 660nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔38的结构，从其输入端依次设置三波长输入镜39、320nm四波混频周期极化铌酸锂激光晶体40、320nm输出镜41、320nm聚焦耦合输出镜42，320nm聚焦耦合输出镜42耦合接入320nm输出光纤43。
[0006]方案二、分别设置1500nm、660nm激光分束光纤圈
[0007]在1500nm激光输出光纤尾段设置1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光输出，在660nm激光输出光纤尾段设置660nm分束光纤圈，分束一路660nm输出。
[0008]方案三、设置1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔
[0009]设置1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔，从其输入端起依次设置:三级光纤输入镜、1064nm参量振荡基频激光晶体、参量振荡输入镜、1500nm周期极化铌酸锂激光晶体、1500nm输出镜、与输出端的1500nm聚焦耦合输出镜，由此构成1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔.
[0010]方案四、设置660nm激光谐振腔
[0011]设置660nm激光谐振腔,从其输入端起依次设置:二级输入镜、660nm基频激光晶体、660nm倍频晶体、660nm输出镜21与输出端的660nm聚焦I禹合输出镜，由此构成660nm
激光谐振腔。
[0012]方案五、设置1064nm谐振腔
[0013]设置1064nm谐振腔，设置1064nm谐振腔，从其输入端起依次设置:一级输入镜、1064nm激光晶体、1064nm输出镜11与输出端的1064nm聚焦耦合输出镜，由此构成1064nm
谐振腔。
[0014]方案六、设置三级光纤结构
[0015]设置三级光纤结构，三级光纤结构由一级光纤圈、二级光纤圈与三级光纤圈连接一体而成，一级光纤圈通过808nm泵浦耦合器连接在半导体模块上，半导体模块由半导体模块电源供电，上述全部光学元件都安装在光学轨道及光机具上，在光学轨道及光机具上设置风扇3。
[0016]方案七、工作过程
[0017]半导体模块电源供电给半导体模块供电，半导体模块发射808nm激光经808nm泵浦耦合器耦合进入一级光纤圈，从而进入三级光纤结构的二级光纤圈与三级光纤圈，808nm激光在三级光纤结构中得到增益，从由三级光纤圈引出三级光纤输出端，输入808nm激光进入1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔，经1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔的1064nm参量振荡基频激光晶体生成的1064nm激光去泵浦光学参量振荡生成1500nm激光，经1500nm输出镜进入倍频输出1500nm激光，经1500nm聚焦耦合输出镜输出，由此构成1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔.，经1500nm聚焦耦合输出镜耦合到1500nm输出光纤中，由其输入1500nm激光到三波长参量f禹合器中；从由二级光纤圈引出二级光纤输出端，输入808nm激光进入660nm激光谐振腔,经660nm激光谐振腔的1319nm基频激光晶体生成1319nm基频经660nm倍频晶体发生倍频输出660nm激光,经660nm聚焦I禹合输出镜I禹合到660nm输出光纤中，由其输入660nm激光到三波长参量f禹合器中；从由一级光纤圈引出一级光纤输出端，输入808nm激光进入1064nm谐振腔，1064nm谐振腔生成1064nm基频激光，经1064nm聚焦耦合输出镜耦合到1064nm输出光纤中，由其输入1064nm激光到三波长参量稱合器中；从而，1500nm激光、1064nm激光与660nm激光经三波长参量稱合器稱合进入320nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，信号光320nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 660nm发生四波混频效应，使信号光320nm发生、增益，信号光320nm经320nm聚焦I禹合输出镜I禹合到320nm输出光纤,输出320nm激光输出，在1500nm激光输出光纤尾段设置1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光输出，在660nm激光输出光纤尾段设置660nm分束光纤圈，分束一路660nm输出，最后输出320nm、660nm、1500nm三波长光纤激光输出。
[0018]本发明的核心内容:
[0019]一种物联网用320nm、660nm、1500nm三波长光纤输出激光器，在1500nm激光输出光纤尾段设置1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光输出，在660nm激光输出光纤尾段设置660nm分束光纤圈，分束一路660nm输出，设置信号光320nm、闲频光1500nm、泵浦光I1064nm与泵浦光II 660nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔的结构，四波混频生成320nm光纤激光输出，构成320nm、660nm、1500nm三波长光纤输出激光器结构。
[0020]1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光输出，660nm分束光纤圈，分束一路660nm输出，信号光320nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II660nm进入320nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，发生四波混频效应，生成信号光320nm激光输出，形成320nm、660nm、1500nm三波长光纤激光输出。【附图说明】:
[0021]附图为本专利的结构图，附图其中为:1、光学轨道及光机具，2、半导体模块，3、风扇，4、808nm泵浦稱合器,5、半导体模块电源,6、一级光纤圈,7、一级光纤输出端,8、一级光纤稱合器，9、一级输入镜，10、1064nm激光晶体，ll、1064nm输出镜，12、聚焦f禹合输出镜，13、1064nm输出光纤，14、1064nm谐振腔，15、二级光纤圈，16、二级光纤输出端，17、二级光纤皁禹合器，18、660nm聚焦f禹合输出镜，19、660nm输出光纤,20、660nm倍频晶体,21、660nm输出镜，22、660nm基频激光晶体，23、二级输入镜，24、660nm激光谐振腔，25、三级光纤圈，26、1500nm输出光纤，27、1500nm聚焦耦合输出镜，28、1500nm输出镜，29、1500nm周期极化铌酸锂激光晶体，30、参量振荡输入镜，31、1064nm参量振荡基频激光晶体，32、三级光纤输入镜，33、三波长参量耦合器，34、三级光纤耦合器，35、1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔，36、三级光纤输出端，37、三波长参量耦合传输光纤，38、320nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，39、三波长输入镜，40、320nm四波混频周期极化铌酸锂激光晶体，41、320nm输出镜，42、320nm聚焦耦合输出镜，43、320nm输出光纤，44、320nm激光输出，45、1500nm输出光纤，46、1500nm分束光纤圈，47、660nm输出光纤,48、660nm分束光纤圈，49、三级光纤结构。
【具体实施方式】
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[0022]设置320nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38，设置1500nm分束光纤圈46，设置设置660nm分束光纤圈48，设置信号光320nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 660nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔38的结构，在320nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38输出端设置320nm聚焦耦合输出镜42耦合接入320nm输出光纤43，在1500nm激光输出光纤26尾段设置1500nm分束光纤圈46，分束一路1500nm激光输出，在660nm激光输出光纤19尾段设置660nm分束光纤圈48,分束一路660nm输出，闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 660nm与来源于三波长参量稱合传输光纤37,三波长参量稱合传输光纤37的前面设置三波长参量稱合器33,将1064nm输出光纤13、660nm输出光纤19与1500nm输出光纤26耦合接入三波长参量耦合器33，设置1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35，1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35通过其输出端的1500nm聚焦耦合输出镜27接入到1500nm输出光纤26中，1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35的输入端通过三级光纤耦合器34接在三级光纤输出端36上，三级光纤输出端36由三级光纤结构49的三级光纤圈25引出；设置信号光320nm四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔38的结构，从其输入端依次设置三波长输入镜39、320nm四波混频周期极化铌酸锂激光晶体40、320nm输出镜41、320nm聚焦耦合输出镜42，320nm聚焦皁禹合输出镜42 I禹合接入320nm输出光纤43,设置660nm激光谐振腔24,660nm激光谐振腔24通过其输出端的660nm聚焦耦合输出镜18接入到660nm输出光纤19中，660nm激光谐振腔24通过其输入端的二级光纤I禹合器17接在二级光纤输出端16上,二级光纤输出端16从三级光纤结构49的二级光纤圈15上引出；设置1064nm谐振腔14，1064nm谐振腔14的输出端通过1064nm聚焦f禹合输出镜12接入到1064nm输出光纤13中，1064nm谐振腔14通过其输入端的一级光纤耦合器8接在一级光纤输出端7上，一级光纤输出端7由三级光纤结构49的一级光纤圈6引出；设置1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35，从其输入端起依次设置:三级光纤输入镜32、1064nm参量振荡基频激光晶体31、参量振荡输入镜30、1500nm周期极化铌酸锂激光晶体29、1500nm输出镜28、输出端的1500nm聚焦耦合输出镜27，由此构成1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35 ;设置660nm激光谐振腔24，从其输入端起依次设置:二级输入镜23、1319nm基频激光晶体22、1319nm输出镜21、660nm倍频晶体20与输出端的660nm聚焦耦合输出镜18，由此构成660nm激光谐振腔24 ；设置1064nm谐振腔14,从其输入端起依次设置:一级输入镜9、1064nm激光晶体10、1064nm输出镜11与输出端的1064nm聚焦耦合输出镜12，由此构成1064nm谐振腔14，设置三级光纤结构49,三级光纤结构49由一级光纤圈6、二级光纤圈15与三级光纤圈25连接一体而成，一级光纤圈6通过808nm泵浦耦合器4连接在半导体模块2上，半导体模块2由半导体模块电源5供电，上述全部光学元件都安装在光学轨道及光机具I上，在光学轨道及光机具
I上设置风扇3,总体构成320nm、660nm、1500nm三波长光纤输出激光器结构。
[0023]工作过程:
[0024]半导体模块电源5供电给半导体模块2供电，半导体模块2发射808nm激光经808nm泵浦稱合器4稱合进入一级光纤圈6,从而进入三级光纤结构49的二级光纤圈15与三级光纤圈25，808nm激光在三级光纤结构49中得到增益，从由三级光纤圈25引出三级光纤输出端36,输入808nm激光进入1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35,经1500nm周期极化铌酸锂激光参量振荡谐振腔35的1064nm参量振荡基频激光晶体31生成的1064nm激光去泵浦光学参量振荡生成1500nm激光，经倍频输出1500nm激光，经1500nm聚焦耦合输出镜27耦合到1500nm输出光纤26中，由其输入1500nm激光到三波长参量耦合器33中；从由二级光纤圈15引出二级光纤输出端16,输入808nm激光进入660nm激光谐振腔24，经660nm激光谐振腔24的1319nm基频激光晶体22生成1319nm基频经660nm倍频晶体20发生倍频输出660nm激光，经660nm聚焦耦合输出镜18耦合到660nm输出光纤19中，由其输入660nm激光到三波长参量f禹合器33中；从由一级光纤圈6引出一级光纤输出端7，输入808nm激光进入1064nm谐振腔14,1064nm谐振腔14生成1064nm基频激光,经1064nm聚焦耦合输出镜12耦合到1064nm输出光纤13中，由其输入1064nm激光到三波长参量稱合器33中;从而，1500nm激光、1064nm激光与660nm激光经三波长参量稱合器33 f禹合进入320nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔38，信号光320nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 660nm发生四波混频效应，使信号光320nm发生、增益，信号光320nm经320nm聚焦耦合输出镜42与320nm输出光纤43输出320nm激光输出44，在1500nm激光输出光纤27尾段设置1500nm分束光纤圈46，分束一路1500nm激光输出，在1064nm激光输出光纤13尾段设置分束一路1064nm激光输出，在660nm激光输出光纤19尾段设置660nm分束光纤圈48,分束一路660nm输出。
【主权项】
1.一种物联网用32011111、66011111、150011111三波长光纤输出激光器，其特征为，在150011111激光输出光纤尾段设置1500nm分束光纤圈,分束一路1500nm激光输出，在660nm激光输出光纤尾段设置660nm分束光纤圈，分束一路660nm输出，设置信号光320nm、闲频光1500nm、泵浦光I 1064nm与泵浦光II 660nm发生四波混频的周期极化铌酸锂激光谐振腔的结构，四波混频生成320nm光纤激光输出，构成320nm、660nm、1500nm三波长光纤输出激光器结构。2.根据权利要求1所述的一种物联网用320nm、660nm、1500nm三波长光纤输出激光器，其特征为，1500nm分束光纤圈，分束一路1500nm激光输出，660nm分束光纤圈，分束一路660nm输出，信号光320nm、闲频光1500nm、泵浦光I1064nm与泵浦光II 660nm进入320nm四波混频周期极化铌酸锂激光谐振腔，发生四波混频效应，生成信号光320nm激光输出，形成320nm、660nm、1500nm三波长光纤激光输出。
【文档编号】H01S3/067GK105896280SQ201410530727
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年10月9日
【发明人】王涛, 张浩源, 王天泽
【申请人】无锡明尼电子科技有限公司