[发明专利]一种平坦光谱输出的中红外超连续谱激光器

摘要

本发明公开了一种平坦光谱输出的中红外超连续谱激光器，它由主控制器、泵浦源模组、环形激光器模组及超连续谱产生及监测模组组成。主控制器发出指令启动三个半导体激光器、宽谱段光谱仪。功率控制器用于对三个半导体激光器功率放大器进行功率调节。频率控制器用于对第一脉冲发生器、第二脉冲发生器及第三脉冲发生器进行工作频率的调节。三波长超短飞秒级激光脉冲由ZBLAN光纤进行光谱展宽，再经宽谱段光谱仪进行平坦度分析，其结果送入主控制器进行分析。本发明的有益效果是，它可以实现输出中红外平坦性超连续谱激光器，满足精确化宽光谱定量分析等方面的需求。

主权项

1.一种平坦光谱输出的中红外超连续谱激光器，该中红外超连续谱激光器由主控制器(1)、泵浦源模组(2)、环形激光器模组(22)及超连续谱产生及监测模组(32)组成，其特征在于：所述的泵浦源模组(2)用于产生环形激光器组件(22)的多波长脉冲种子激光，它包含频率控制器(3)、第一脉冲发生器(4)、第一整形放大器(5)、第一激光管驱动电路(42)、第二脉冲发生器(9)、第二整形放大器(10)、第二激光管驱动电路(43)、第三脉冲发生器(14)、第三整形放大器(15)、第三激光管驱动电路(44)、三合一光纤(19)、第一偏振控制器(20)及光隔离器(21)；所述的频率控制器(3)为三路并行控制第一脉冲发生器(4)、第二脉冲发生器(9)、第三脉冲发生器(14)；第一脉冲发生器(4)、第一整形放大器(5)、第一激光管驱动电路(42)三者依次串联；第二脉冲发生器(9)、第二整形放大器(10)、第二激光管驱动电路(43)依次串联；第三脉冲发生器(14)、第三整形放大器(15)、第三激光管驱动电路(44)依次串联；第一激光管驱动电路(42)、第二激光管驱动电路(43)、第三激光管驱动电路(44)三者与三合一光纤(19)输入端连接；三合一光纤(19)、第一偏振控制器(20)及光隔离器(21)三者依次串联；所述的第一激光管驱动电路(42)由第一场效应管驱动电路(8)、第一场效应管(7)和第一激光二极管(6)及其放电回路组成；类似地，第二激光管驱动电路(43)由第二场效应管驱动电路(13)、第二场效应管(12)和第二激光二极管(11)及其放电回路组成；第三激光管驱动电路(44)由第三场效应管驱动电路(16)、第三场效应管(17)和第三激光二极管(18)及其放电回路组成；频率控制器(3)用于对第一脉冲发生器(4)、第二脉冲发生器(9)及第三脉冲发生器(14)进行工作频率的的调节；所述的环形激光器模组(22)包含第一半导体激光器(39)、第二半导体激光器(40)、第三半导体激光器(41)、四合一光耦合器(38)、环形腔(45)、功率控制器(46)、第一半导体激光器功率放大器(47)、第二半导体激光器功率放大器(48)、第三半导体激光器功率放大器(49)、第一负GVD光纤(23)、第一波分复用器(24)、掺镱光纤放大器(28)、第二波分复用器(29)、第二负GVD光纤(30)、第二偏振控制器(31)、第三偏振控制器(27)、法拉第光隔离器(26)及第四偏振控制器(25)，用于对泵浦源模组(2)传送过来的多波长脉冲种子激光进行功率放大及脉冲锁模压缩；所述的第一半导体激光器(39)与第一半导体激光器功率放大器(47)串联；第二半导体激光器(40)与第二半导体激光器功率放大器(48)串联；第三半导体激光器(41)与第三半导体激光器功率放大器(49)串联；第一半导体激光器功率放大器(47)、第二半导体激光器功率放大器(48)、第三半导体激光器功率放大器(49)三者与四合一光耦合器(38)连接；第三偏振控制器(27)、法拉第光隔离器(26)及第四偏振控制器(25)三者依次串联；第一负GVD光纤(23)、第一波分复用器(24)、掺镱光纤放大器(28)、第二波分复用器(29)、第二负GVD光纤(30)、第二偏振控制器(31)依次串联；第二波分复用器(29)、四合一光耦合器(38)、第三偏振控制器(27)三者沿顺时针方向依次串联；第四偏振控制器(25)与第一波分复用器(24)沿顺时针方向串联；功率控制器(46)用于对第一半导体激光器功率放大器(47)、第二半导体激光器功率放大器(48)、第三半导体激光器功率放大器(49)进行功率调节；所述的超连续谱产生及监测模组(32)包含ZBLAN光纤耦合器(33)、ZBLAN光纤(34)、中红外一进二出光纤(35)、输出接口(36)以及宽谱段光谱仪(37)，所述的ZBLAN光纤耦合器(33)、ZBLAN光纤(34)、中红外一进二出光纤(35)、输出接口(36)依次串联；中红外一进二出光纤35的二个输出端，一个接输出接口36，一个接宽谱段光谱仪37；超连续谱产生及监测模组(32)用于产生中红外超连续谱脉冲激光，同时对其光谱特性进行实时监测，并将监测结果反馈给主控制器(1)；所述的主控制器(1)含有执行控制与数据分析的硬件电路及软件系统，用于控制第一半导体激光器(39)、第二半导体激光器(40)、第三半导体激光器(41)、功率控制器(46)、频率控制器(3)及宽谱段光谱仪(37)，并接收宽谱段光谱仪(37)的输出光谱信号进行光谱数据分析；主控制器发出指令启动第一半导体激光器、第二半导体激光器、第三半导体激光器、宽谱段光谱仪；功率控制器用于对第一半导体激光器功率放大器、第二半导体激光器功率放大器、第三半导体激光器功率放大器进行功率调节；频率控制器用于对第一脉冲发生器、第二脉冲发生器及第三脉冲发生器进行工作频率的的调节；三个脉冲发生器分别经三个整形放大器进行脉冲整形，进行功率放大后形成三种波长的脉冲种子激光进入环形激光器模组；环形激光模组的三个半导体激光器发出的连续激光经分束后以两个方向进入环形腔，基于非线性双折射光纤中的自锁模机制对三种波长的脉冲种子激光进行时域压缩和功率放大，产生的三波长超短飞秒级激光脉冲进入超连续谱产生及监测模组；三波长超短飞秒级激光脉冲由ZBLAN光纤进行光谱展宽，再经宽谱段光谱仪进行平坦度分析，其结果送入主控制器进行分析。