全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及超短脈沖光纖激光器，具體涉及全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]由于腔內(nèi)功率和倍頻光纖的限制，目前利用光纖倍頻技術產(chǎn)生超短脈沖激光都采用腔外倍頻的方式。為獲得更高功率密度基頻光，目前都是采用腔外放大和腔外壓縮技術實現(xiàn)，利用腔外放大器提高脈沖能量，之后利用空間光路對脈沖寬度進行壓縮，實現(xiàn)超短脈沖最后再利用透鏡聚焦或縮束至倍頻晶體實現(xiàn)高功率超短脈沖倍頻，這種增加放大器和空間壓縮的方法導致結構復雜，穩(wěn)定性差，難以集成，降低了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術中的上述不足，本實用新型提供了一種能夠在諧振腔內(nèi)產(chǎn)生倍頻光的全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)。
[0004]為了達到上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術方案為:提供一種全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)，其包括諧振腔和栗浦源，諧振腔沿光路依次包括波分復用器、增益光纖、偏振控制器、倍頻光耦合器、倍頻器件、基頻光耦合器；栗浦源與波分復用器連接；栗浦源產(chǎn)生的栗浦光經(jīng)波分復用器耦合至諧振腔內(nèi)，諧振腔將栗浦光轉(zhuǎn)換成基頻光經(jīng)增益光纖進行放大；倍頻器件將基頻光進行單向隔離并產(chǎn)生倍頻光，產(chǎn)生的倍頻光經(jīng)倍頻光耦合器輸出。
[0005]其中，倍頻器件包括設置在密封腔內(nèi)的偏振相關隔離器、第一透鏡、倍頻晶體和第二透鏡；偏振相關隔離器對基頻光進行單向隔離輸出線偏振光，經(jīng)過第一透鏡將基頻光聚焦至倍頻晶體中產(chǎn)生倍頻光，第二透鏡將倍頻光和剩余的基頻光耦合至光纖中。
[0006]本實用新型的有益效果為:該全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)能夠在諧振腔內(nèi)通過倍頻器件直接產(chǎn)生超短脈沖的倍頻光輸出，本系統(tǒng)與傳統(tǒng)的腔外倍頻激光系統(tǒng)相比，穩(wěn)定性得到了大幅度地改善，實現(xiàn)了免維護超短脈沖倍頻光輸出；由于該系統(tǒng)為全光纖結構(空間結構已制作為帶尾纖的光纖器件)，具有結構簡單和成本低等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0007]圖1為全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)的原理框圖。
[0008]圖2為倍頻裝置的原理框圖。
[0009]其中，1、基頻光耦合器；2、波分復用器；3、增益光纖；4、倍頻器件；41、密封腔；42、偏振相關隔離器；43、第一透鏡；44、倍頻晶體；45、第二透鏡；5、栗浦源；6、倍頻光耦合器；7、偏振控制器；8、光纖。
【具體實施方式】
[0010]下面對本實用新型的【具體實施方式】進行描述，以便于本技術領域的技術人員理解本實用新型，但應該清楚，本實用新型不限于【具體實施方式】的范圍，對本技術領域的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本實用新型構思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。
[0011 ] 圖1示出了全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)的原理框圖；如圖1所示，該全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)包括諧振腔和栗浦源5，諧振腔沿光路依次包括波分復用器2、增益光纖3、偏振控制器7、倍頻光耦合器6、倍頻器件4和基頻光耦合器1 ;栗浦源5與波分復用器2連接。
[0012]栗浦源5可以采用激光二極管，使用時，激光二極管作為栗浦源5給諧振腔提供栗浦光。
[0013]栗浦源5產(chǎn)生的栗浦光經(jīng)波分復用器2耦合至諧振腔內(nèi)，在諧振腔中產(chǎn)生基頻光，其中增益光纖3為基頻光提供增益；倍頻器件4將基頻光進行單向隔離并產(chǎn)生倍頻光，產(chǎn)生的倍頻光經(jīng)倍頻光耦合器6輸出。
[0014]該諧振腔除倍頻器件4外為典型的鎖模振蕩器，通過調(diào)節(jié)偏振控制器7實現(xiàn)鎖模激光輸出，此鎖模激光為基頻光；調(diào)節(jié)偏振控制器7控制基頻光鎖模運轉(zhuǎn)，基頻光耦合器1檢測到基頻光為鎖模狀態(tài)時，倍頻光耦合器6輸出超短脈沖倍頻光。
[0015]如圖2所示，倍頻器件4包括設置在密封腔41內(nèi)的偏振相關隔離器42、第一透鏡43、倍頻晶體44和第二透鏡45 ;偏振相關隔離器42對基頻光進行單向隔離輸出線偏振光，經(jīng)過第一透鏡43將基頻光聚焦至倍頻晶體44中輸出倍頻光，第二透鏡45將倍頻光和剩余的基頻光耦合至光纖8中，經(jīng)倍頻光耦合器6輸出。
[0016]其中，偏振相關隔離器42、倍頻晶體44采用聚焦光或小口徑準直光。
[0017]使用時，在耦合進栗浦光后通過調(diào)節(jié)偏振控制器7在諧振腔內(nèi)產(chǎn)生超短鎖模脈沖，此鎖模脈沖為基頻光，再利用腔內(nèi)的倍頻晶體44將部分基頻光倍頻產(chǎn)生倍頻光。其中基頻光在諧振腔內(nèi)可以采用非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模技術、“8”字腔鎖模或可飽和吸收體鎖模技術產(chǎn)生超短脈沖。上述的第一透鏡43和第二透鏡45均為消色差透鏡。
[0018]上述的基頻光可以為摻鐿光纖產(chǎn)生的1064nm波段、摻鉺光纖產(chǎn)生的1560nm波段或摻銩光纖產(chǎn)生的2000nm波段。倍頻光可以包括532nm波段、780nm波段或lOOOnm波段。
[0019]所選的波分復用器2為拉錐型或空間耦合型器件。所選的基頻光耦合器1，基頻光輸出比為1/100。所選的倍頻光耦合器6基頻光輸出比例為0%，倍頻光輸出比例為100%。
[0020]該全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)產(chǎn)生倍頻光的實現(xiàn)過程為:
[0021](1)將波分復用器2、增益光纖3、偏振控制器7、倍頻光耦合器6、倍頻器件4和基頻光耦合器1的尾纖首尾連接在一起；
[0022](2)與波分復用器2連接的栗浦源5將栗浦光經(jīng)波分復用器2耦合至諧振腔內(nèi)，調(diào)節(jié)偏振控制器7實現(xiàn)基頻光鎖模運轉(zhuǎn)，利用基頻光耦合器1監(jiān)測鎖模狀態(tài)。
[0023](3)當基頻光實現(xiàn)鎖模運轉(zhuǎn)時，基頻光在倍頻器件4中實現(xiàn)倍頻光的產(chǎn)生，在倍頻光親合器6中實現(xiàn)輸出。
[0024]綜上，本系統(tǒng)與傳統(tǒng)的腔外倍頻激光系統(tǒng)相比，穩(wěn)定性得到了大幅度地改善，實現(xiàn)了免維護超短脈沖倍頻光輸出；由于該系統(tǒng)為全光纖結構，因此具有結構簡單和成本低等優(yōu)點。
【主權項】
1.全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于，包括諧振腔和栗浦源，諧振腔沿光路依次包括波分復用器、增益光纖、偏振控制器、倍頻光耦合器、倍頻器件、基頻光耦合器；所述栗浦源與所述波分復用器連接；所述栗浦源產(chǎn)生的栗浦光經(jīng)波分復用器耦合至諧振腔內(nèi)，所述諧振腔將所述栗浦光轉(zhuǎn)換成基頻光經(jīng)增益光纖進行放大；所述倍頻器件將基頻光進行單向隔離并產(chǎn)生倍頻光，產(chǎn)生的倍頻光經(jīng)所述倍頻光耦合器輸出。2.根據(jù)權利要求1所述的全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于，所述倍頻器件包括設置在密封腔內(nèi)的偏振相關隔離器、第一透鏡、倍頻晶體和第二透鏡；所述偏振相關隔離器對基頻光進行單向隔離輸出線偏振光，經(jīng)過第一透鏡將基頻光聚焦至倍頻晶體中產(chǎn)生倍頻光，第二透鏡將倍頻光和剩余的基頻光耦合至光纖中。3.根據(jù)權利要求1或2所述的全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于，所述栗浦源為激光二極管。4.根據(jù)權利要求3所述的全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)，其特征在于，所述基頻光為1064nm波段、1560nm波段或2000nm波段。
【專利摘要】本實用新型公開了全光纖腔內(nèi)倍頻產(chǎn)生系統(tǒng)，其包括諧振腔和泵浦源，諧振腔沿光路依次包括波分復用器、增益光纖、偏振控制器、倍頻光耦合器、倍頻器件、基頻光耦合器；泵浦源與波分復用器連接；泵浦源產(chǎn)生的泵浦光經(jīng)波分復用器耦合至諧振腔內(nèi)，諧振腔將泵浦光轉(zhuǎn)換成基頻光經(jīng)增益光纖進行放大；倍頻器件將基頻光進行單向隔離并產(chǎn)生倍頻光，產(chǎn)生的倍頻光經(jīng)倍頻光耦合器輸出。將本系統(tǒng)與傳統(tǒng)的腔外倍頻激光系統(tǒng)相比，穩(wěn)定性得到了大幅度的改善，實現(xiàn)了免維護超短脈沖倍頻光輸出；由于該系統(tǒng)為全光纖系統(tǒng)，具有結構簡單和成本低等優(yōu)點。
【IPC分類】H01S3/067, H01S3/109
【公開號】CN205029172
【申請?zhí)枴緾N201520790826
【發(fā)明人】李超, 趙磊, 黃志華, 梁小寶, 溫靜, 黃小軍, 王建軍, 朱啟華, 景峰
【申請人】中國工程物理研究院激光聚變研究中心
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月14日