單頻中紅外激光光源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種激光技術(shù)，特別涉及一種穩(wěn)定輸出的單頻中紅外激光光源。
【背景技術(shù)】
[0002]中紅外激光在大氣中的透過(guò)率高，損耗小，可以運(yùn)用于星地之間的衛(wèi)星通訊。由于傳輸距離遠(yuǎn)，對(duì)光源光束的質(zhì)量要求非常高。而目前的光學(xué)參量裝置均為固態(tài)激光裝置系統(tǒng)或者空間光路耦合系統(tǒng)，與實(shí)用化尚有較大距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是針對(duì)中紅外激光運(yùn)用要求高無(wú)法實(shí)際運(yùn)用的問(wèn)題，提出了單頻中紅外激光光源，是一種具有輸出功率檢測(cè)及反饋控制能力的單頻中紅外激光光源，使中紅外激光可以長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定輸出。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種單頻中紅外激光光源，包括1064nm模塊、1550nm模塊、光參量轉(zhuǎn)換模塊和探測(cè)反饋模塊，1064nm模塊輸出的1064nm栗浦光和1550nm模塊輸出的1550nm信號(hào)光，進(jìn)入光參量轉(zhuǎn)換模塊差頻處理后，輸出3.4μπι中紅外激光，探測(cè)反饋模塊接收光參量轉(zhuǎn)換模塊輸出信號(hào)，并將從中分解出的638nm紅光作為檢測(cè)信號(hào)，其余3.4μπι中紅外激光過(guò)濾輸出，探測(cè)反饋模塊將638nm紅光的功率變化值作為反饋信號(hào)，反饋信號(hào)返回1064nm模塊和1550nm模塊中的栗浦源，調(diào)整1064nm模塊和1550nm模塊輸出功率，保證探測(cè)反饋模塊輸出的3.4μπι中紅外激光穩(wěn)定。
[0005]所述1064nm模塊包括:單頻窄線寬1064nm光源、分束器、栗浦源、波分復(fù)用器、摻鐿增益光纖、隔離器、兩個(gè)高功率栗浦源和合束器，單頻窄線寬1064nm光源輸出1064nm種子光先經(jīng)過(guò)分束器將種子光4:6分束，功率大的光進(jìn)入波分復(fù)用器與栗浦源產(chǎn)生的栗光合并后再經(jīng)過(guò)第一摻鐿增益光纖放大，再通過(guò)隔離器獲得1064nm光，經(jīng)過(guò)合束器與兩個(gè)高功率栗浦源產(chǎn)生的栗光合并，合并后光通過(guò)第二摻鐿增益光纖放大后進(jìn)入光參量轉(zhuǎn)換模塊。
[0006]所述1550nm模塊包括:單頻窄線寬1550nm光源、分束器、栗浦源、波分復(fù)用器、摻鉺增益光纖、隔離器、兩個(gè)高功率栗浦源和合束器，單頻窄線寬1550nm光源輸出1550nm種子光先經(jīng)過(guò)分束器將種子光4:6分束，功率大的光進(jìn)入波分復(fù)用器與栗浦源產(chǎn)生的栗光合并后再經(jīng)過(guò)第三摻鐿增益光纖放大，再通過(guò)隔離器獲得1550nm光，經(jīng)過(guò)合束器與兩個(gè)高功率栗浦源產(chǎn)生的栗光合并，合并后光通過(guò)第四摻鐿增益光纖放大后進(jìn)入光參量轉(zhuǎn)換模塊。
[0007]所述反饋信號(hào)返回1064nm模塊和1550nm模塊中的栗浦源，為與分束器連接的栗浦源和兩個(gè)高功率栗浦中的任意一個(gè)。
[0008]所述光參量轉(zhuǎn)換模塊包括:高功率波分復(fù)用器、PPLN加熱模塊、凹面高反鏡M4、濾光片和準(zhǔn)直鏡，其中PPLN加熱模塊包括聚焦鏡和PPLN晶體，1064nm模塊輸出的1064nm栗浦光和1550nm模塊輸出的1550nm信號(hào)光通過(guò)高功率波分復(fù)用器合并后，依次經(jīng)過(guò)聚焦鏡和PPLN晶體加熱后差頻產(chǎn)生3.4μπι的中紅外光，同時(shí)還有1064nm、1550nm和1064nm的倍頻效應(yīng)產(chǎn)生532nm光，再通過(guò)凹面高反鏡M4濾除1064nm和1550nm光。
[0009]所述光參量轉(zhuǎn)換模塊輸出的532nm光和3.4μπι的中紅外光，先經(jīng)過(guò)探測(cè)反饋模塊中的高反鏡反射分離出638nm光進(jìn)行檢測(cè)，透射光依次通過(guò)濾光片、高透3μηι準(zhǔn)直鏡進(jìn)一步過(guò)濾中紅外激光，濾出532nm光，獲得的3.4μπι中紅外激光。
[0010]所述1064nm模塊輸出的1064nm栗浦光和1550nm模塊輸出的1550nm信號(hào)光功率比例為5:3。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明單頻中紅外激光光源，能獲得穩(wěn)定的中紅外單頻激光輸出;光源調(diào)整反映快;實(shí)現(xiàn)寬帶可調(diào)的中紅外輸出。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明單頻中紅外激光光源原理圖；
圖2為本發(fā)明單頻中紅外激光光源結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1所示單頻中紅外激光光源原理圖，一種穩(wěn)定輸出的單頻中紅外激光光源。包括1064nm模塊100、1550nm模塊200、光參量轉(zhuǎn)換模塊300和探測(cè)反饋模塊400<a064nm模塊100輸出的1064nm栗浦光和1550nm模塊200輸出的1550nm信號(hào)光，進(jìn)入光參量轉(zhuǎn)換模塊300差頻處理后，輸出3.4μπι中紅外激光，探測(cè)反饋模塊接收光參量轉(zhuǎn)換模塊300輸出信號(hào)，分解輸出的638nm紅光作為檢測(cè)信號(hào)，其余3.4μπι中紅外激光過(guò)濾輸出，探測(cè)反饋模塊將638nm紅光的功率變化值作為反饋信號(hào)，反饋信號(hào)返回1064nm模塊和1550nm模塊中的栗浦源，調(diào)整1064nm模塊和1550nm模塊輸出功率，保證探測(cè)反饋模塊輸出的3.4μπι中紅外激光穩(wěn)定。
[0014]1064nm栗浦光和1550nm信號(hào)光在差頻產(chǎn)生3.4μπι中紅外激光的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生1064nm的倍頻效應(yīng)產(chǎn)生532nm的綠光，以及532nm與3.4μπι中紅外差頻效應(yīng)產(chǎn)生638nm的紅光。
[0015]該級(jí)聯(lián)參量過(guò)程如下所示:
ω =c/A(c為光速，λ波長(zhǎng)，ω為相應(yīng)波長(zhǎng)的重復(fù)頻率)
3.4um= 1064nm — 1550nmω 532nm=2 X ω 1064nm638nm= 532nm — 3.4umω 638nm= 2 X ω 1064nm ~ ω 1064nm + ω 1550nm得:W 1064nm + 1550nm= 638nm1064nm — 1550nm= 3.4um
可知，1064nm與1550nm光差頻獲得3.4μηι中紅外激光，638nm光也能反映1064nm與15 5 Onm光的穩(wěn)定性，即6 38nm光的穩(wěn)定性能反映中紅外激光的穩(wěn)定性。
[0016]由于直接實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中紅外激光的功率十分困難，本發(fā)明是通過(guò)監(jiān)測(cè)PPLN晶體中產(chǎn)生的638nm的穩(wěn)定性而間接監(jiān)測(cè)中紅外的穩(wěn)定性。在638nm激光進(jìn)入穩(wěn)定出光狀態(tài)時(shí)，將此時(shí)光電二極管檢測(cè)到的功率設(shè)定為初始值。當(dāng)638nm的功率波動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)光電二極管所檢測(cè)到的實(shí)時(shí)值的大小與初始值比較。
[0017]如圖2所示單頻中紅外激光光源結(jié)構(gòu)示意圖，1064nm模塊100包括:單頻窄線寬1064nm光源101、分束器102、栗浦源103、波分復(fù)用器104、摻鐿的PMYSF-Hi增益光纖105(保偏雙包層)、隔離器106、高功率栗浦源107和108、合束器109、摻鐿的PLMA-YDF增益光纖110(保偏雙包層)。1550鹽模塊200包括:單頻窄線寬1550nm光源201、分束器202、栗浦源203、波分復(fù)用器204、摻鉺的增益光纖205(保偏雙包層)、隔離器206、高功率栗浦源207和208、合束器209、摻鉺的增益光纖210(保偏雙包層)。光參量轉(zhuǎn)換模塊300包括:PM-HWDM高功率波分復(fù)用器301、PPLN加熱模塊302(包括聚焦鏡303和PPLN晶體304)、凹面高反鏡M4(高透3.4μπι，高反1550nm，高反1064nm) 305。探測(cè)反饋模塊400包括:高反600nm透鏡401、濾光片402、高透3μπι準(zhǔn)直鏡403。
[0018]106411111模塊:106411111種子光先經(jīng)過(guò)分束器102將種子光4:6分束，將其中功率小的一端用于檢測(cè)，將其中功率大的一端連接至波分復(fù)用器104，在波分復(fù)用器104內(nèi)將種子光與栗浦源103產(chǎn)生的栗光合并后再經(jīng)過(guò)摻鐿的PMYSF-Hi增益光纖105放大，在通過(guò)隔離器106后獲得300mW的1064nm光，在合束器109內(nèi)將種子光與高功率栗浦源107和108產(chǎn)生的栗光合并后再經(jīng)過(guò)摻鐿的PMYSF-YDF增益光纖110(保偏雙包層)放大，經(jīng)過(guò)PM-HffDM高功率波分復(fù)用器301時(shí)，1064nm激光的功率為5胃。155011111模塊:1550nm種子光先先經(jīng)過(guò)分束器202將種子光