[发明专利]一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器

说明书

本发明公开了一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，涉及光学技术领域，包括保偏掺Ybsupgt;3+/supgt;光纤激光器以及窄线宽保偏随机分布反馈光纤激光器，采用短腔，半开放式结构反馈端使用一个保偏的高反FBG，并且通过环形器结合使用一个中心波长在1070nm，窄带的保偏相移FBG来获取窄线宽的保偏随机光纤激光信号输出；输出端使用一个1070nm/1120nm的WDM作为滤波器，将伴随产生的二阶拉曼斯托克斯光滤除；将自研的1070nm的保偏随机光纤激光器作为种子源，进行反向的千瓦级泵浦放大，并进行一次和二次倍频，采用本发明专利的方案可以同时获得千瓦以上的高功率，高消光比的线偏振光，利用一个在1070nm有高反射率的保偏FBG和一个保偏相移FBG实现高功率，窄线宽的线偏振输出。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体是一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器。

背景技术

随机激光器，作为一种新型的激光器，与传统激光器在构成上的本质区别在于它没有界限与参数明确的光学谐振腔，其微观物理图景可以概述为：光子在随机介质中经历了多重散射，沿着随机确立的路径传播，并在传播过程中得到了足够的受激放大，最终形成激射。对随机激光形成的物理机理的探索,以及各种新颖的激射调控实现方式近年来一直是国际学术界的热点研究领域之一。

截至目前为止，光纤中的随机激光激射相关物理机制仍没能得到完全解释。激光的一个重要特性就是偏振特性。现在，有一些关于其他随机散射介质中产生的随机激光偏振特性的研究，例如二维棒状阵列，有机染料溶液以及掺杂染料的向列液晶等；传统拉曼光纤激光器的拉曼增益是和泵浦偏振态密切相关的，而且拉曼光纤激光器的动态特性也与泵浦和斯托克斯光的偏振态以及所用光纤种类(标准单模光纤或者保偏光纤)有关系。对于光纤随机拉曼激光器而言，因为受激拉曼效应，受激布里渊效应，四波混频等都和偏振态密切相关，所以对光纤随机拉曼激光器的激射特性研究显得尤为重要。此外，诸如传感和通讯等应用也都是需要线偏振的激光信号输出。

然而，由于随机光纤激光器自身的输出具有稳定的时域和频谱特性，如果将随机光纤激光器的输出作为种子源信号进行高功率泵浦放大时，反而可以在一定程度上抑制光纤中由于非线性效应而产生的频谱展宽，因此可以被用于替换传统高功率掺镱光纤激光器系统中的种子源激光器，获取更高功率输出的窄线宽光纤激光放大器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种保偏随机绿光和紫外光纤激光器，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；

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，进行反向千瓦机泵浦放大，并进行一次和二次倍频，输出绿光和紫外光。

优选的，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。