軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于激光技術領域。
【背景技術】
[0002]現代精密加工產業以及高校科研院所教學科研均對可調諧的激光光源有著廣泛的需求，而軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器的多波長、芯工作物質可更換的特點正符合了市場的需求。但是普通染料激光器存在激光能量損耗高、轉換效率低的缺點。且現有的染料激光器受激輻射的頻率不穩定，存在輻射波長漂移。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是解決染料激光器的激光能量損耗高、轉換效率低、受激輻射的頻率不穩定存在輻射波長漂移的問題。
[0004]本發明提供了一種軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器，由泵浦激光光源1、外光路小孔光闌2、親合透鏡6、液芯光纖3、透射光柵4和/或大折射率棱鏡5組成，由泵浦激光光源I發出泵浦激光后通過外光路小孔光闌2得到基模激光，利用耦合透鏡6將基模激光耦合至液芯光纖3中獲得可調諧的受激拉曼輻射輸出，最后通過刻線密度為600?700的透射光柵4和/或折射率在1.70以上的棱鏡5進行分光處理后完成激光輸出過程。所述的液芯光纖3中填充溶解了熒光染料的折射率大于石英的有機液體，且其中熒光染料的濃度應在I(T5到10_7M之間。
[0005]所述的耦合透鏡6優選鍍有532nm增透膜的透鏡。熒光染料的分子中含有Cltl?C3tl的共軛直鏈多烯官能團，其中優選β-胡蘿卜素、番茄紅素或角黃素，液芯光纖中填充含有共軛直鏈多烯官能團的熒光染料能極大的降低對泵浦激光的吸收損耗，提高激光轉換效率。
[0006]本發明的有益效果:
[0007]1、實現了將泵浦光、Stokes與ant1-Stokes光相互親合；
[0008]2、本發明所提供的軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器的激光能量損耗低、轉換效率尚;
[0009]3、受激輻射的頻率穩定，不存在輻射波長漂移。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明實施例1裝置示意圖；
[0011]圖2為本發明實施例2裝置示意圖；
[0012]圖3為本發明實施例3裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
[0014]如圖1所示，本實施例中軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器，由泵浦激光光源1、外光路小孔光闌2、耦合透鏡6、液芯光纖3、透射光柵4組成；由泵浦激光光源I發出泵浦激光后通過外光路小孔光闌2得到基模激光，利用耦合透鏡6將基模激光耦合至液芯光纖3中獲得可調諧的受激拉曼輻射輸出，最后通過刻線密度為600?700的透射光柵4進行分光處理后完成激光輸出過程。其中，所述的液芯光纖3中填充溶解了熒光染料的折射率大于石英的有機液體。熒光染料為反式番茄紅素。
[0015]實施例2
[0016]如圖2所示，本實施例中軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器，由泵浦激光光源1、外光路小孔光闌2、親合透鏡6、液芯光纖3、大折射率棱鏡5組成；由泵浦激光光源I發出泵浦激光后通過外光路小孔光闌2得到基模激光，利用耦合透鏡6將基模激光耦合至液芯光纖3中獲得可調諧的受激拉曼輻射輸出，最后通過折射率在1.70以上的棱鏡5進行分光處理后完成激光輸出過程。其中，所述的液芯光纖3中填充溶解了熒光染料的折射率大于石英的有機液體。熒光染料為反式番茄紅素與加碘獲得的順式番茄紅素組合。
[0017]實施例3
[0018]可將實施例1與實施例2中的的大折射率棱鏡5和透射光柵4組合使用加強分光效果。圖3為其中的一種組合方式的示意圖，由泵浦激光光源I發出泵浦激光后通過外光路小孔光闌2得到基模激光，利用耦合透鏡6將基模激光耦合至液芯光纖3中獲得可調諧的受激拉曼輻射輸出，最后通過透射光柵4和折射率在1.70以上的棱鏡5進行分光處理后完成激光輸出過程。
[0019]本發明中耦合透鏡可采用鍍有532nm增透膜的透鏡以增強激光的透過率，提高技術效果。
[0020]本發明結合了染料激光器的同軸泵浦的優勢，將泵浦激光與液芯光纖的耦合效率達到最大，利用染料熒光或生物分子熒光達到增強液體的受激拉曼輻射的效果；同時將光纖激光器中光與工作物質的相互作用距離長的工作特性與光纖對光的累積作用相結合，并且利用芯物質(即填充在液芯光纖中的有機液體和熒光染料)的受激拉曼輻射以達到對泵浦光的上轉換及下轉換。因受激拉曼散射的波長與分子內原子間振動能級相關，因此受激拉曼輻射的激光頻率十分穩定，克服了染料激光器所存在的缺點。
[0021]共軛直鏈多烯分子具有多熒光性質，并且因其在液體中會有多個不同的“共軛長度”，而有多個熒光帶疊加，加寬了熒光帶長度。并且由于受激分子與多烯分子的相互作用會使得多烯分子的非線性極化率大幅度增加，進而豐富熒光譜帶。幾種不同鏈長的多烯分子有不同寬帶熒光，一般說，鏈越長，熒光越紅移。因此，無論是選擇一種多烯分子，還是幾種多烯分子組合(反式番茄紅素與加碘獲得的順式番茄紅素組合)都能獲得寬帶熒光。而且根據經驗判斷，當直鏈共軛的碳的原子數為10?30時，如:β -胡蘿卜素、角黃素的分子中也都含有與番茄紅素相同或相近的“共軛多烯”官能團，因此都可取得相同的技術效果。
[0022]經過實驗測試，當采用熒光種子濃度為10_5到10 -7M時，泵浦激光閾值功率密度一般為0.008?0.011W/cm2，入射光能量為1.4mJ時，輸出激光能量為0.4mJ，轉換效率高達28%。此外，熒光染料的濃度應在10_5到10 _7M之間，因為當濃度過大時，熒光染料的吸收損耗大，泵浦光基本都沒吸收掉了，沒有轉化成激光。當濃度過低的事情，熒光染料的量子產率過低，起不到熒光種子增強的作用。
【主權項】
1.一種軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器，包括泵浦激光光源(I)、外光路小孔光闌(2)和耦合透鏡￠)，其特征在于，其還包括液芯光纖(3)、透射光柵(4)和/或折射率在1.70以上的棱鏡(5);由泵浦激光光源(I)發出泵浦激光后通過外光路小孔光闌(2)得到基模激光，利用耦合透鏡(6)將基模激光耦合至液芯光纖(3)中獲得可調諧的受激拉曼輻射輸出，最后通過刻線密度為600?700的透射光柵(4)和/或折射率在1.70以上的棱鏡(5)進行分光處理后完成激光輸出過程；所述的液芯光纖(3)中填充溶解了熒光染料的折射率大于石英的有機液體，且其中熒光染料的濃度在10_5到10_7M之間。2.根據權利要求1所述的軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器，其特征在于，所述的耦合透鏡(6)上鍍有532nm增透膜。3.根據權利要求1所述的軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器，其特征在于，所述的熒光染料的分子中含有Cltl?C 3(1的共軛直鏈多烯官能團。4.根據權利要求1或3所述的軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器，其特征在于，所述的熒光染料為胡蘿卜素、番茄紅素或角黃素。
【專利摘要】本發明軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器，屬于激光技術領域。針對現有的染料激光器激光能量損耗高、轉換效率低的缺點，和受激輻射的頻率不穩定，存在輻射波長漂移問題，設計了一種利用液芯光纖將軸向泵浦激光與Stokes和anti-Stokes光相互耦合，同時利用熒光染料分子作為熒光種子混入液芯光纖的芯工作物質中增強受激拉曼輻射。本發明中的軸向泵浦行波放大液芯光纖激光器由泵浦激光光源發出泵浦激光后通過外光路小孔光闌得到基模激光，利用耦合透鏡將基模激光耦合至液芯光纖中獲得可調諧的受激拉曼輻射輸出，最后通過透射光柵和/或大折射率棱鏡進行分光處理后完成激光輸出過程。
【IPC分類】H01S3/067, H01S3/30, H01S3/213
【公開號】CN104901151
【申請號】CN201510310136
【發明人】孫成林, 李業秋, 門志偉, 何麗橋
【申請人】吉林大學
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月8日