[发明专利]一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器

权利要求书

1.一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，其特征在于，包括保偏掺Yb³⁺光纤激光器以及窄线宽保偏随机分布反馈光纤激光器，所述保偏随机绿光和紫外光纤激光器的工作步骤如下：

S1、选取保偏掺Yb³⁺光纤激光器，所述保偏掺Yb³⁺光纤激光器作为泵浦源激光器，用于获取输出中心波长在1070nm的随机分布反馈光纤激光器；

S2、通过建立短腔，半开放式结构的窄线宽保偏随机分布反馈光纤激光器的矢量模型，优化泵浦功率，光纤长度；根据优化结果产生窄线宽保偏随机分布反馈光纤激光器，所述保偏掺Yb³⁺光纤激光器作为泵浦源，经过1018nm保偏带通滤波器、模场匹配器以及1018/1070nm的波分复用器WDM耦合到无源保偏单模光纤里，输出端使用一个1070nm/1120nm的波分复用器WDM作为滤波器，将伴随产生的二阶拉曼斯托克斯光滤除后，得到输出功率≥20W，且中心波长1070nm的信号光，反馈端位于无源保偏单模光纤的负方向的位置，且所述反馈端采用短腔，半开放式结构，包括两个环形器、一个保偏的1070nm波长高反FBG和一个中心波长在1070nm、窄带的保偏相移FBG，所述无源保偏单模光纤产生正向和负向的波长1070nm的激光信号，负向的波长1070nm的激光信号经过所述反馈端后不断的缩小频谱线宽，回到所述无源保偏单模光纤，循环往复来获取加强的窄线宽的波长1070nm的光纤激光信号输出；

S3、所述窄线宽保偏随机分布反馈光纤激光器用于作为种子源，进行高功率泵浦放大，获取千瓦量级输出的窄线宽，保偏掺Yb³⁺全光纤激光放大器；

S4、将窄线宽，保偏掺Yb³⁺全光纤激光放大器作为种子源，进行反向千瓦级 泵浦放大，并进行一次和二次倍频，输出绿光和紫外光。

2.根据权利要求1所述的一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，其特征在于，在步骤S1中，所述保偏掺Yb³⁺光纤激光器的输出功率≥50W，输出中心波长1018nm；在步骤S2中，所述窄线宽保偏随机分布反馈光纤激光器的输出功率≥20W，输出中心波长1070nm。

3.根据权利要求1或2所述的一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，其特征在于，在所述保偏掺Yb³⁺光纤激光器是通过正反向（1+1）*1光纤合束器分别将四只单管输出10W，波长976nm的LD耦合进10/125的保偏掺Yb³⁺增益光纤中。

4.根据权利要求3所述的一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，其特征在于，所述保偏掺Yb³⁺增益光纤两侧布置布拉格光纤光栅，所述布拉格光纤光栅作为谐振腔，谐振波长为1018nm。

5.根据权利要求4所述的一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，其特征在于，所述保偏掺Yb³⁺光纤激光器两端均连接有包层泵浦光剥离器。

6.根据权利要求5所述的一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，其特征在于，在步骤S3中，所述保偏随机分布反馈光纤激光器作为种子源信号，采用六个输出200W的锁波长激光二极管阵列进行反向的高功率泵浦放大，增益介质采用大模场直径的25/400um的保偏掺Yb3+增益光纤。

7.根据权利要求6所述的一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，其特征在于，在步骤S3中，所述保偏随机分布反馈光纤激光器连接976nm包层光剥离器。

8.根据权利要求7所述的一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，其特征在于，在步骤S4中，所述窄线宽，保偏掺Yb³⁺全光纤激光放大器将获得的1kW的1um的保偏随机激光经过准直镜、半波片以及聚焦镜聚焦后，射入LBO晶体中，将LBO晶体加热至150摄氏度时，满足倍频所需要的匹配条件，从而实现一次倍频，输出0.532um的绿光。

9.根据权利要求8所述的一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，其特征在于，在步骤S4中，所述窄线宽，保偏掺Yb³⁺全光纤激光放大器将获得的1kW的1um的保偏随机激光经过准直镜、半波片以及聚焦镜聚焦后，射入LBO晶体中，将LBO晶体加热至150摄氏度，再次经过准直镜以及聚焦镜聚焦，将绿光和倍频后残余的红外1um激光射入第二个LBO晶体，当满足匹配条件的时候，从而实现二次倍频，产生0.355um的紫外光。