[发明专利]基于超连续谱光源激励生成中红外超连续谱激光的方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光光电子技术领域，尤其涉及一种基于超连续谱光源激励生成中红外超连续谱激光的方法。

背景技术

通常把波长为3~25μm的波段定义为中红外波段，其中3~5μm波段的中红外激光应用更为广泛。目前能够实现3~5μm激光输出的方法主要有：光学参量振荡法，差频振荡，量子级联激光器以及气体激光器。利用光学参量振荡法实现中红外波段激光输出，需要使用超短脉冲激光泵浦源以及非线性晶体材料实现，成本较高；利用差频振荡法只能实现低功率的中红外波段激光输出，且转换效率低；量子级联激光器结构相对简单，转换效率相对较高，但是波长不可调谐；典型的中红外气体激光器有CO气体激光器和CO₂气体激光器，但是气体激光器的缺点是体积庞大，使用不方便。

针对以上几种实现中红外激光的方法的特点，可以利用光纤激光器产生中红外激光，光纤激光器体积小、重量轻、转换效率高、使用方便灵活、波长调制范围大、可以输出高光束质量高功率的激光。由于中红外材料以及掺杂工艺水平的限制，目前常用的稀土离子掺杂的ZBLAN光纤激光器发展较为成熟，但多为小功率输出，且激光输出波长小于4μm，对于波长需求大于4μm的应用受到限制。

目前利用二元硫系玻璃材料光纤产生中红外超连续谱激光也有所报道，但其激励源多采用拉曼光纤激光器或者掺铥的光纤激光器，但是该中红外光纤超连续谱激光器的输出功率基本都是毫瓦量级，输出功率低，不能实现大功率的中红外超连续谱激光输出。

因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何能够提出一种有效的措施，以解决现有的中红外超连续谱光纤激光器的输出功率低及耦合效率低的问题。

发明内容

本发明提供一种基于超连续谱光源激励生成中红外超连续谱激光的方法，用以解决现有的中红外超连续谱光纤激光器的输出功率低及耦合效率低的问题，实现高功率以及高耦合效率的中红外超连续谱激光输出。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于超连续谱光源激励生成中红外超连续谱激光的方法，具体包括：

对种子源激光器进行功率放大，并产生波长范围为1000~2300nm的超连续谱激光；

用所产生的超连续谱激光作为激励源，产生波长为2000~5000nm的中红外超连续谱激光输出。

进一步地，所述对种子源激光器进行功率放大时，选用一级或多级放大结构完成，采用的增益光纤包括掺铒的双包层光纤、铒镱共掺双包层光纤和掺镱的双包层光纤。

进一步地，所述放大结构根据自身所采用的增益光纤的材料确定自身所采用的半导体激光器激励源的波长。

综上，本发明所述的方案中使用超连续激光光源产生中红外超连续激光，避免使用无法达到高功率的拉曼光纤激光器以及昂贵的掺铥光纤激光器作为激励源，采用普通的掺镱、掺铒或者铒镱共掺光纤作为增益光纤能够实现高功率激光输出，简单有效的实现高耦合效率的中红外超连续谱激光输出。

附图说明

图1是本发明的实施例1的一种基于超连续谱光源激励生成中红外超连续谱激光的方法流程示意图；

图2是本发明的实施例1的一种基于超连续谱光源激励生成中红外超连续谱激光的方法的结构示意图；

图3是本发明的实施例2的一种基于超连续谱光源激励生成中红外超连续谱激光的方法的结构示意图；

图4是本发明的具体实施方式中所述的硫系玻璃光纤的锥形结构示意图；

图5是本发明的具体实施方式中所述的硫系玻璃光纤的带有空气孔的光子晶体光纤结构示意图。

具体实施方式

参见图1，给出了本发明所述的超连续谱光源激励生成中红外超连续谱激光的方法流程示意图，具体包括：

步骤S101，对种子源激光器进行功率放大，并产生波长范围为1000~2300nm的超连续谱激光；

步骤S102，用所产生的超连续谱激光作为激励源，产生波长为2000~5000nm的中红外超连续谱激光输出。

具体地，所述对种子源激光器进行功率放大时，选用一级或多级放大结构完成，采用的增益光纤包括掺铒的双包层光纤、铒镱共掺双包层光纤和掺镱的双包层光纤。