技術背景:
767nm、1064nm雙波長激光,是用于激光雷達用光譜檢測、激光源、物化分析等應用的激光,它可作為激光雷達用光纖傳767nm、1064nm雙波長感器的分析檢測等應用光源,它還用于激光雷達用光通訊等激光與光電子領域;光纖激光器作為第三代激光技術的代表,具有玻璃光纖制造成本低與光纖的可饒性、玻璃材料具有極低的體積面積比,散熱快、損耗低與轉換效率較高等優點,應用范圍不斷擴大。
技術實現要素:
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一種激光雷達用767nm、1064nm雙波長光纖輸出激光器,設置767nm四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔,在1064nm激光輸出光纖尾段設置1064nm分束光纖圈,分束一路1064nm激光輸出,信號光767nm、閑頻光660nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 532nm進入767nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔,發生四波混頻效應,產生信號光767nm輸出,最后輸出767nm、1064nm雙波長光纖激光輸出。
方案一、767nm四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔的結構。
設置信號光767nm、閑頻光660nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 532nm發生四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔的結構,從其輸入端依次設置三波長輸入鏡、767nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光晶體、767nm輸出鏡、767nm聚焦耦合輸出鏡,767nm聚焦耦合輸出鏡耦合接入767nm輸出光纖。
方案二、分別設置660nm、532nm激光分束光纖圈
在1064nm激光輸出光纖尾段設置1064nm分束光纖圈,分束一路1064nm激光輸出。
方案三、設置660nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔
設置660nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔,從其輸入端起依次設置:三級光纖輸入鏡、1064nm參量振蕩基頻激光晶體、參量振蕩輸入鏡、660nm周期極化鈮酸鋰激光晶體、660nm輸出鏡、與輸出端的660nm聚焦耦合輸出鏡,由此構成660nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔.
方案四、設置532nm倍頻激光諧振腔
設置532nm倍頻激光諧振腔,從其輸入端起依次設置:二級輸入鏡、532nm基頻激光晶體、532nm倍頻激光晶體、532nm輸出鏡21與輸出端的532nm聚焦耦合輸出鏡,由此構成532nm倍頻激光諧振腔。
方案五、設置1064nm諧振腔
設置1064nm諧振腔,設置1064nm諧振腔,從其輸入端起依次設置:一級輸入鏡、1064nm激光晶體、1064nm輸出鏡11與輸出端的1064nm聚焦耦合輸出鏡,由此構成1064nm諧振腔。
方案六、設置三級光纖結構
設置三級光纖結構,三級光纖結構由一級光纖圈、二級光纖圈與三級光纖圈連接一體而成,一級光纖圈通過808nm泵浦耦合器連接在半導體模塊上,半導體模塊由半導體模塊電源供電,上述全部光學元件都安裝在光學軌道及光機具上,在光學軌道及光機具上設置風扇3。
本發明的核心內容:
一種激光雷達用767nm、1064nm雙波長光纖輸出激光器,在1064nm激光輸出光纖尾段設置1064nm分束光纖圈,分束一路1064nm激光輸出,設置信號光767nm、閑頻光660nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 532nm發生四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔的結構,發生四波混頻效應生成信號光767nm光纖激光輸出,構成767nm、1064nm雙波長光纖輸出激光器結構。
附圖說明:
附圖為本專利的結構圖,附圖其中為:1、光學軌道及光機具,2、半導體模塊,3、風扇,4、808nm泵浦耦合器,5、半導體模塊電源,6、一級光纖圈,7、一級光纖輸出端,8、一級光纖耦合器,9、一級輸入鏡,10、1064nm激光晶體,11、1064nm輸出鏡,12、聚焦耦合輸出鏡,13、1064nm輸出光纖,14、1064nm諧振腔,15、二級光纖圈,16、二級光纖輸出端,17、二級光纖耦合器,18、532nm聚焦耦合輸出鏡,19、532nm輸出光纖,20、532nm倍頻激光晶體,21、532nm輸出鏡,22、532nm基頻激光晶體,23、二級輸入鏡,24、532nm倍頻激光諧振腔,25、三級光纖圈,26、660nm輸出光纖,27、660nm聚焦耦合輸出鏡,28、660nm輸出鏡,29、660nm周期極化鈮酸鋰激光晶體,30、參量振蕩輸入鏡, 31、1064nm參量振蕩基頻激光晶體,32、三級光纖輸入鏡,33、三波長參量耦合器,34、三級光纖耦合器,35、660nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔,36、三級光纖輸出端,37、三波長參量耦合傳輸光纖,38、767nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔,39、三波長輸入鏡,40、767nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光晶體,41、767nm輸出鏡,42、767nm聚焦耦合輸出鏡,43、767nm輸出光纖,44、767nm激光輸出,45、1064nm激光輸出光纖,46、660nm輸出光纖,47、1064nm分束光纖圈,48、660nm分束光纖圈,49、三級光纖結構。
具體實施方式:
設置767nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔38,在1064nm激光輸出光纖13尾段設置1064nm分束光纖圈47,分束一路1064nm激光輸出,設置信號光767nm、閑頻光660nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 532nm發生四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔38的結構,在767nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔38輸出端設置767nm聚焦耦合輸出鏡42耦合接入767nm輸出光纖43,在1064nm激光輸出光纖13尾段設置1064nm分束光纖圈47,分束一路1064nm激光輸出,閑頻光660nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 532nm與來源于三波長參量耦合傳輸光纖37,三波長參量耦合傳輸光纖37的前面設置三波長參量耦合器33,將1064nm輸出光纖13、532nm輸出光纖19與660nm輸出光纖26耦合接入三波長參量耦合器33,設置660nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35,660nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35通過其輸出端的660nm聚焦耦合輸出鏡27接入到660nm輸出光纖26中,660nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35的輸入端通過三級光纖耦合器34接在三級光纖輸出端36上,三級光纖輸出端36由三級光纖結構49的三級光纖圈25引出;設置信號光767nm四波混頻的周期極化鈮酸鋰激光諧振腔38的結構,從其輸入端依次設置三波長輸入鏡39、767nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光晶體40、767nm輸出鏡41、767nm聚焦耦合輸出鏡42,767nm聚焦耦合輸出鏡42耦合接入767nm輸出光纖43,設置532nm倍頻激光諧振腔24,532nm倍頻激光諧振腔24通過其輸出端的532nm聚焦耦合輸出鏡18接入到532nm輸出光纖19中,532nm倍頻激光諧振腔24通過其輸入端的二級光纖耦合器17接在二級光纖輸出端16上,二級光纖輸出端16從三級光纖結構49的二級光纖圈15上引出;設置1064nm諧振腔14,1064nm諧振腔14的輸出端通過1064nm聚焦耦合輸出鏡12接入到1064nm輸 出光纖13中,1064nm諧振腔14通過其輸入端的一級光纖耦合器8接在一級光纖輸出端7上,一級光纖輸出端7由三級光纖結構49的一級光纖圈6引出;設置660nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35,從其輸入端起依次設置:三級光纖輸入鏡32、1064nm參量振蕩基頻激光晶體31、參量振蕩輸入鏡30、660nm周期極化鈮酸鋰激光晶體29、660nm輸出鏡28、輸出端的660nm聚焦耦合輸出鏡27,由此構成660nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35;設置532nm倍頻激光諧振腔24,從其輸入端起依次設置:二級輸入鏡23、532nm基頻激光晶體22、532nm輸出鏡21、與輸出端的532nm聚焦耦合輸出鏡18,由此構成532nm倍頻激光諧振腔24;設置1064nm諧振腔14,從其輸入端起依次設置:一級輸入鏡9、1064nm激光晶體10、1064nm輸出鏡11與輸出端的1064nm聚焦耦合輸出鏡12,由此構成1064nm諧振腔14,設置三級光纖結構49,三級光纖結構49由一級光纖圈6、二級光纖圈15與三級光纖圈25連接一體而成,一級光纖圈6通過808nm泵浦耦合器4連接在半導體模塊2上,半導體模塊2由半導體模塊電源5供電,上述全部光學元件都安裝在光學軌道及光機具1上,在光學軌道及光機具1上設置風扇3,總體構成767nm、1064nm雙波長光纖輸出激光器結構。
工作過程:
半導體模塊電源5供電給半導體模塊2供電,半導體模塊2發射808nm激光經808nm泵浦耦合器4耦合進入一級光纖圈6,從而進入三級光纖結構49的二級光纖圈15與三級光纖圈25,808nm激光在三級光纖結構49中得到增益,從由三級光纖圈25引出三級光纖輸出端36,輸入808nm激光進入660nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35,經660nm周期極化鈮酸鋰激光參量振蕩諧振腔35的1064nm參量振蕩基頻激光晶體31生成的1064nm激光去泵浦光學參量振蕩生成660nm激光,經660nm聚焦耦合輸出鏡27耦合到660nm輸出光纖26中,由其輸入660nm激光到三波長參量耦合器33中;從由二級光纖圈15引出二級光纖輸出端16,輸入808nm激光進入532nm倍頻激光諧振腔24,經532nm倍頻激光諧振腔24的532nm基頻激光晶體22生成532nm激光,經532nm聚焦耦合輸出鏡18耦合到532nm輸出光纖19中,由其輸入532nm激光到三波長參量耦合器33中;從由一級光纖圈6引出一級光纖輸出端7,輸入808nm激光進入1064nm諧振腔14,1064nm諧振腔14生成1064nm基頻激光,經1064nm聚焦 耦合輸出鏡12耦合到1064nm輸出光纖13中,由其輸入1064nm激光到三波長參量耦合器33中;從而,660nm激光、1064nm激光與532nm激光經三波長參量耦合器33耦合進入767nm四波混頻周期極化鈮酸鋰激光諧振腔38,信號光767nm、閑頻光660nm、泵浦光I 1064nm與泵浦光II 532nm發生四波混頻效應,使信號光767nm發生、增益,信號光767nm經767nm聚焦耦合輸出鏡42與767nm輸出光纖43輸出767nm激光輸出44,在1064nm激光輸出光纖13尾段設置1064nm分束光纖圈47,分束一路1064nm激光輸出。