[发明专利]全光纤窄线宽纳秒可调谐绿光激光器

说明书

本发明公开了全光纤窄线宽纳秒可调谐绿光激光器，包括激光种子源、两级单模光纤激光放大器、四级多模光纤激光放大器和二次谐波装置。激光种子源发出重复频率和脉冲宽度连续可调谐的窄线宽纳秒种子光，两级单模光纤激光放大器用于对种子光进行初步放大，四级多模光纤激光放大器用于将种子光的功率进一步放大，二次谐波装置接收经多级功率放大后获取的基频光，并对其进行倍频处理得到绿光激光；将重复频率和脉冲宽度连续可调谐的窄线宽纳秒种子光通过多级有源光纤进行多级功率放大得到基频光，最后将基频光通过二次谐波装置进行倍频得到绿色激光，最终实现全光纤窄线宽纳秒可调谐绿光激光器。

技术领域

本发明涉及绿光激光领域，特别是涉及一种全光纤窄线宽纳秒可调谐绿光激光器。

背景技术

绿光激光器广泛应用于材料加工、医疗、激光投影和泵浦光参量放大器等领域。目前，获得绿光激光的主要途径是通过固体激光器发射激光，然后通过非线性晶体对该激光倍频得到，尽管固态激光器已经生产出了100瓦以上的绿光激光器，但这些激光器的光束质量M²10，且调谐范围有限。

近年来，光纤激光器以其光束质量高、稳定性好、热耗散大以及可调谐范围广等优点受到人们的广泛关注，尤其是大功率、窄线宽、线偏振式脉冲激光器在激光雷达、光谱测量和精密测量中更是得到了广泛应用。基于窄线宽光纤激光器在体积、效率、光束质量以及可调谐方面的优势，研究人员更倾向于采用窄线宽光纤激光器来获得二次谐波(SHG)输出，从而实现窄线宽、可调谐、高效率的绿光激光器。

发明内容

本发明旨在提出一种全光纤窄线宽纳秒可调谐绿光激光器，克服传统绿光激光器线宽较宽、可调谐范围小以及结构复杂的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种全光纤窄线宽纳秒可调谐绿光激光器，其特征包括激光种子源(a)、两级单模光纤放大器(b)、四级多模光纤放大器(c)和二次谐波装置(d)。激光种子源(a)为商用重复频率和脉冲宽度连续可调谐的窄线宽纳秒激光器，该激光种子源输出重复频率1kHz～100kHz可调、脉冲宽度1ns～200ns可调、平均功率为微瓦量级的窄线宽脉冲信号光，通过两级单模光纤激光放大器(b)后，信号光功率得到初步放大达到毫瓦两级，随后信号光进入四级多模光纤放大器(c)，此时信号光的功率进一步得到放大并从光纤端帽输出得到基频光，将基频光通过二次谐波装置(d)后得到绿光激光。该绿光激光器输出窄线宽、纳秒以及重复频率和脉冲宽度可调谐的绿光激光，且各个模块之间通过光纤熔接实现一个全纤化系统。

进一步地，所述激光种子源(a)为商用重复频率和脉冲宽度连续可调谐的窄线宽纳秒激光器，连接第一带通滤波器。

进一步地，所述两级单模光纤放大器(b)包含第一光纤波分复用器、第一增益光纤、第一半导体激光器、第二带通滤波器、第二光纤波分复用器、第二增益光纤、第二半导体激光器、第三带通滤波器、第一光纤环形器、第一反射式光纤光栅、第一信号光隔离器；第一半导体激光器输出端连接第一光纤波分复用器泵浦纤端，第一带通滤波器输出端连接第一光纤波分复用器信号纤端，第一光纤波分复用器公共端连接第一增益纤输入端，第一增益纤输出端连接第二带通滤波器输入端，第二带通滤波器输出端连接第二光纤波分复用器信号纤端，第二半导体激光器输出端连接第二光纤波分复用器泵浦纤端，第二光纤波分复用器公共端连接第二增益光纤输入端，第二增益光纤输出端连接第三带通滤波器输入端，第三带通滤波器输出端链接第一光纤环形器输入端，第一光纤环形器反射端连接第一反射式光纤光栅前端，第一反射式光纤光栅后端连接第一光纤跳线，第一光纤环形器输出端连接第一信号光隔离器输入端。

进一步地，所述四级多模光纤放大器(c)由四级光纤放大器级联组成，包括第三半导体激光器、第一光纤合束器、第三增益光纤、第二信号光隔离器、第四半导体激光器、第二光纤合束器、第四增益光纤、第三信号光隔离器、第五半导体激光器、第三光纤合束器、第五增益光纤、第四信号光隔离器、第六半导体激光器、第四光纤合束器、第六增益光纤、包层光滤除器和输出端帽。