[发明专利]一种中红外内腔拉曼被动调Q脉冲光纤激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，特别涉及一种中红外内腔拉曼被动调Q脉冲光纤激光器。

背景技术

光纤激光器具有激光阈值低、输出光束质量好、转换效率高、以及高“表面积/体积”比、柔韧性与灵活性好、易于集成等显著优点，而中红外脉冲激光器在国防（激光对抗）、医学（激光微治疗）以及大气通信等方面有着重要的应用，因此发展中红外脉冲光纤激光器有着重要的科学意义和应用价值。

在最近中红外脉冲光纤激光器研究中，采用的方法主要为增益调制和声光调制器主动调Q两种方式。增益调制方式通过脉冲泵浦的方式对激光跃迁上能级的粒子数进行周期性调制，实现激光的脉冲输出。声光调制器主动调Q则是通过在光纤外，谐振腔内放置声光调制器来控制激光腔内的损耗从而实现调Q脉冲的输出。这两种方式中，前者需要对泵浦光进行脉冲调制，容易损坏泵浦激光器和光纤端面；后者需要在光纤外放置声光调制器，这使得光纤激光器失去了固有的灵活、紧凑、体积小等优点，除此之外中红外波段的声光调制器需要特殊材料，这也增加了其制作难度和和成本。

发明内容

本发明为解决现有技术中的中红外脉冲光纤激光器存在的不足，提出了一种中红外内腔拉曼被动调Q脉冲光纤激光器。

本发明的技术方案是：一种中红外内腔拉曼被动调Q脉冲光纤激光器，包括依次连接的泵浦激光器、耦合透镜组和反射镜，其特征在于，还包括双包层ZBLAN（氟化物）光纤、光纤熔接点和无源ZBLAN拉曼光纤，所述光纤布拉格光栅FBG₀、光纤布拉格光栅FBG_n、光纤布拉格光栅FBG_nout和多组光纤布拉格光栅对FBG_m-1分布在无源ZBLAN拉曼光纤上。

所述位于双包层ZBLAN光纤的前端的对连续泵浦光高透而对基频光呈高反射效率的反射镜与位于无源ZBLAN拉曼光纤的后端的中心波长对应基频光波长的光纤布拉格光栅FBG₀构成基频光谐振腔，所述多组光纤布拉格光栅对FBG_m-1组成m-1阶Stokes（斯托克斯）光的谐振腔，光纤布拉格光栅FBG_n和光纤布拉格光栅FBGnout组成n阶Stokes光的谐振腔；所述光纤布拉格光栅对FBG_m-1和光纤布拉格光栅FBGn的反射中心波长分别对应于各阶Stokes光的中心波长；所述光纤布拉格光栅FBGnout对n阶Stokes光有较高的透射率用以光纤激光器的输出耦合。

上述双包层ZBLAN光纤为双包层掺Er³⁺ZBLAN光纤或者双包层掺Ho³⁺ZBLAN光纤。

本发明的有益效果是：避开了传统增益调制和声光调制器主动调Q方法中，需要对泵浦光进行脉冲调制从而导致泵浦激光器和光纤端面易损坏，以及使用置于光纤外声光调制器所引起的光纤激光器结构复杂，体积大，灵活性差的问题。

附图说明

图1是本发明中红外内腔式拉曼被动调Q脉冲光纤激光器的结构示意图。

图2是本发明ZBLAN光纤的拉曼频移示意图。

附图标记说明：泵浦激光器1、耦合透镜组2、反射镜3、双包层ZBLAN光纤4、光纤熔接点5、无源ZBLAN拉曼光纤6、光纤布拉格光栅对FBG_m-17_m-1、光纤布拉格光栅FBG₀8、光纤布拉格光栅FBGn9、光纤布拉格光栅FBGnout10、基频光11、一阶Stoke光12、二阶Stokes光13、三阶Stokes光14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明具体实施方案做进一步的说明。

如图1所示，一种中红外内腔拉曼被动调Q脉冲光纤激光器，包括依次连接的泵浦激光器1、耦合透镜组2、反射镜3、双包层ZBLAN（氟化物）光纤4、光纤熔接点5和无源ZBLAN拉曼光纤6，所述光纤布拉格光栅FBG₀8、光纤布拉格光栅FBG_n9、光纤布拉格光栅FBG_nout10和多组光纤布拉格光栅对FBG_m-17_m-1分布在无源ZBLAN拉曼光纤6上。