专利名称：新型光源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学领域，特别是涉及一种新型光源。
背景技术：
在光纤光谱仪领域，一种方式是采用光纤耦合光源光再进入光谱仪作为照明光源。除了掺铒光纤放大器的ASE光源可以宽带的功率输出较强光源外，大多数光纤耦合光源采用内芯直径较粗的液体光波导管，其耦合光强效率低，光斑直径亦较大，另一方面采用几十μm纤芯量级光纤耦合光作为光源，光信号较弱，难以获得较好的信噪比的测量结果。
在激光领域，放大的自发辐射(ASE)一直是困扰可调谐激光一个不可回避的因素。ASE未经谐振腔选模和多次振荡放大，但仍具有“类激光”的特性，即具有定向传播，束散角较小，谱线变窄，光强度高等特性。[1]可以从棒的每一个端面观测到在激活材料轴线周围立体角Ω范围内所有存在的强发射，立体为Ω＝A/L2式中L和A分别为棒的长度和截面，由于端面存在折射，所以棒的几何孔径角度增大n2。见图1；对于ASE的发生，并不需要镜子，但镜子的反射和棒圆柱表面的内反射将延长放大的自发发射路径，这将进一点增加强度[2]。
《可调谐激光技术》张国威著，P36，国防工业出版社2002年1月[2]《固体激光工程》[美]W.克希耐尔著，科学出版社，P166，2002年目前利用ASE只是在掺杂光纤中，如掺铒光纤中；或掺钕单模石英光纤可获得宽带的ASE光输出用于光谱测量中。如何利用渗杂光纤的激光晶体的ASE光作为光谱仪的光源是本专利将解决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种是充分利用可调谐激光晶体或激光染料ASE作为高亮度，高空间相干性的宽带光谱的新型光源。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是本实用新型是一种新型光源，它主要由泵浦源、可调谐的激光增益介质和准直透镜组成；所述的可调谐的激光增益介质和准直透镜依次安装在泵浦源的光路上。
所述的泵浦源为闪光灯、激光或LED(发光二极管)。
所述的激光增益介质是可调谐的激光晶体、或激光染料液体、或激光染料固体。
所述的激光泵浦源可以是激光端面泵浦或侧面泵浦的形式。
本实用新型还包括光纤，该光纤安装在可调谐的激光增益介质和准直透镜之间。
所述的光纤可采用单模光纤或多模光纤或光纤束耦合ASE光。
本实用新型还包括反射腔体、耦合透镜和光纤；所述的可调谐的激光增益介质为可调谐的激光晶体，所述的泵浦源为泵浦灯；所述的可调谐的激光晶体与泵浦灯安装在反射腔体内，耦合透镜和光纤依次安装在可调谐的激光增益介质和准直透镜之间。
本实用新型还包括一将激光束作为泵浦光会聚在可调谐激光晶体中的透镜，该透镜安装在可调谐的激光增益介质入光面的前方。
本实用新型专利包括将LED发射光作泵浦源通过透镜端面泵浦激光增益介质，或采用阵列LED侧面泵浦激光增益介质结构。
采用上述方案后，本实用新型本使用可调谐的激光增益介质，闪光灯或激光或LED作为泵浦源，通过透镜将激光增益介质产生的放大的自发辐射(ASE)光耦合到波导光纤中，从而获得宽波长范围的光纤耦合输出的光源。由于ASE有近似激光的空间相干性，它可作为近似理想点光源进行高耦合效率进入单模或多模光纤之中，直接以对其准直，获得长距离传输的类似激光的方向性光源，所产生光源可作为光谱仪光源、照明光源、航空摄影照明光源、合成的白光源，可用于光谱分析、大气吸收或材料吸收光谱。本实用新型可为开发可调谐激光晶体和染料潜力提供了一个新的广阔前景，可以将高效率，高亮度，高度空间相干宽谱的ASE光作为光源广泛应用于光谱测量，航空测量，照明等领域。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1a在激光棒的两端不使用反射镜时，放大受激发射的方向；图1b在激光棒的一端使用一个反射镜时，放大受激发射的方向；图2是本实用新型第一个实施例的结构示意图；图3是本实用新型第二个实施例的结构示意图；图4a、4b是本实用新型第三个实施例的结构示意图；图5是本实用新型第四个实施例的结构示意图；图6是本实用新型第五个实施例的结构示意图。
具体实施方式
图2为本实用新型的第一个实施例。本实用新型一种新型光源主要由作为泵浦源的泵浦灯202、可调谐激光晶体201(或固体染料棒，或激光染料液体)、反射腔体203、耦合透镜204、光纤205(单模光纤线或多模光纤线)和准直透镜206组成。
所述的可调谐激光晶体201和泵浦灯202安装在反射腔体203内；所述的耦合透镜204、光纤205和准直透镜206安装泵浦灯202经调谐激光晶体201发出光的光路上。
对一般单模光纤线，其数值孔径为0.11即半角约6°，多模光纤数值孔径为0.2～0.4。由于激光晶体棒ASE立体角数值为 (见图1a、1b)，如同一中激光晶体棒直径为d，则发散角 不难看出，ASE光易高效率耦合进入单模光纤或多模光纤之中。
在图2中，如果光纤205采用单模光纤线，则光纤线有空间滤波器作用，则从输出端B输出光可以接近理想高斯光束输出，成为一个理想的点光源，可用于各种场合。
如果图2中光纤205，A、B两端为TEC单模光纤(热扩束光纤)，即可以大大提高单模光纤接受光功率。
采用单模光纤输出光可以作为宽波段高亮理想点光源应用光谱仪，干涉仪等一系列仪器上，这样可以获得高质量光强分布；采用多模光纤输亦可用在光谱仪和其他测量仪器或照明设备上。
图3为本实用新型的第二个实施例。它由透镜301、可调谐激光晶体302、透镜303、光纤304和准直透镜305组成。
该实施例的泵浦方式采用激光进行泵浦。
透镜301将激光束作为泵浦光会聚在可调谐激光晶体302中，透镜303将从可调谐激光晶体302发出ASE会聚在光纤304中，准直透镜305安装在光纤304的光线输出端，可调谐激光晶体302亦可以为激光染料的液体或固体；而泵浦激光可以为连续，准连续或脉冲激光。当然亦可采用其他方式泵浦，如侧面泵浦等方式。
图4a、4b为本实用新型的第三个实施例。
图4a中，它由LED401a、透镜402a、激光晶体403a(或液体染料或固体染料)、透镜404a、光纤405a组成。这里采用LED401a为泵浦源。
图4b中，401b为LED阵列，402b为激光晶体或液体染料或固体染料，403b为透镜，404b为光纤，图4a、4b中采用LED阵列侧面泵浦的形式。
图5为本实用新型的第四个实施例。它由可调谐激光晶体501(或激光染料液体)、泵浦灯502、聚光腔503，准直透镜504组成。
这样结构高亮度宽光谱ASE光可以用作照明，或大气吸收测量的吸收光谱或航空夜间反射光谱的测量。
同理亦可用激光泵浦端面或侧面方式。
图6为本实用新型的第五个实施例。它由透镜601、激光晶体602(或激光染料液体或固体)、准直透镜603组成。
所述的透镜601将泵浦激光会聚在激光晶体602。
事实上，如采用固体染料棒可获得高亮度ASE的红、绿、蓝、范围高度空间相干性平行光束，作为白光照明组成白光平行光用于长距离照明，这是常用探照灯难以实现的。
本实用新型的发明点就在于使用可调谐的激光增益介质，闪光灯或激光或LED作为泵浦源，通过透镜将激光增益介质产生的放大的自发辐射(ASE)光耦合到波导光纤中，从而获得宽波长范围的光纤耦合输出的光源。
权利要求1.一种新型光源，其特征在于它主要由泵浦源、可调谐的激光增益介质和准直透镜组成；所述的可调谐的激光增益介质和准直透镜依次安装在泵浦源的光路上。
2.根据权利要求1所述的一种新型光源，其特征在于所述的泵浦源为闪光灯、或激光、或发光二极管。
3.根据权利要求1所述的新型光源，其特征在于所述的激光增益介质是可调谐的激光晶体、或激光染料液体、或激光染料固体。
4.根据权利要求2所述的新型光源，其特征在于所述的激光泵浦源可以是激光端面泵浦或侧面泵浦的形式。
5.根据权利要求1所述的新型光源，其特征在于它还包括光纤，该光纤安装在可调谐的激光增益介质和准直透镜之间。
6.根据权利要求5所述的新型光源，其特征在于所述的光纤可采用单模光纤或多模光纤或光纤束耦合ASE光。
7.根据权利要求1所述的新型光源，其特征在于它还包括反射腔体、耦合透镜和光纤；所述的可调谐的激光增益介质为可调谐的激光晶体，所述的泵浦源为泵浦灯；所述的可调谐的激光晶体与泵浦灯安装在反射腔体内，耦合透镜和光纤依次安装在可调谐的激光增益介质和准直透镜之间。
8.根据权利要求1所述的新型光源，其特征在于它还包括一将激光束作为泵浦光会聚在可调谐激光晶体中的透镜，该透镜安装在可调谐的激光增益介质入光面的前方。
9.根据权利要求1所述新型光源，其特征在于所述的泵浦源可采用发光二极管通过端面或侧面泵浦激光增益介质。
专利摘要本实用新型公开了一种新型光源，它主要由泵浦源、可调谐的激光增益介质和准直透镜组成；所述的可调谐的激光增益介质和准直透镜安装在泵浦源的光路上。本实用新型使用可调谐的激光增益介质，闪光灯或激光或发光二作为泵浦源，通过透镜将激光增益介质产生的放大的自发辐射(ASE)光耦合到波导光纤中，从而获得宽波长范围的光纤耦合输出的光源。由于ASE有近似激光的空间相干性，它可作为近似理想点光源进行高耦合效率进入单模或多模光纤之中，直接以对其准直，获得长距离传输的类似激光的方向性光源。
文档编号H01S3/14GK2733679SQ200420079460
公开日2005年10月12日 申请日期2004年9月8日 优先权日2004年9月8日
发明者吴砺 申请人:吴砺