專利名稱：穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)q光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖激光器，特別是一種穩(wěn)定的高重復(fù)頻率的聲光調(diào)Q的光纖激光 器，輸出在幾百到兆赫茲、脈沖寬度幾個(gè)十納秒到近百納秒、高峰值功率的全光纖 激光器。
背景技術(shù)：
高重復(fù)頻率、高峰值功率激光器，在激光測距、材料加工、通信、遙感、國防 工程等領(lǐng)域有著十分重要的應(yīng)用。在先技術(shù)采用激光二極管(LD)端面泵浦的全光 纖聲光調(diào)Q激光器，參見文獻(xiàn)[Opt. Commun. 244， 315-319,2005]，采用這種調(diào)Q 方式，輸出脈沖重復(fù)頻率低，脈沖寬度比較長，峰值功率低，文章得到了最高重復(fù) 頻率120kHz，輸出脈沖寬度l微秒左右，與此同時(shí)，調(diào)Q脈沖中寄生的鎖?，F(xiàn)象增 加了調(diào)Q脈沖的不穩(wěn)定性，隨著聲光調(diào)Q開關(guān)的重復(fù)頻率提高，脈沖寬度急劇增大。 這些對聲光調(diào)Q的光纖激光器的利用極為不利。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在克服上述在先技術(shù)的不足，提供一種穩(wěn)定的高重復(fù)頻率的聲光調(diào)Q 光纖激光器，該激光器應(yīng)具有緊湊、靈活、輸出脈沖寬度窄、脈沖重復(fù)頻率及脈沖 峰值功率高的特點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器，其特征在于它依次包括第一諧 振腔鏡、具有纖芯的摻雜光纖、準(zhǔn)直透鏡、聲光Q開關(guān)和第二諧振腔鏡，所述的第二諧振腔鏡位于所述的聲光Q開關(guān)的一級衍射光方向，聲光Q開關(guān)的零級方向?yàn)?激光輸出方向，所述的聲光Q開關(guān)由聲光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，該聲光驅(qū)動(dòng)器的輸入端接信 號發(fā)生器的輸出端，所述的信號發(fā)生器輸出信號的重復(fù)頻率變化范圍與激光輸出的 重復(fù)頻率變化范圍相適應(yīng)可調(diào)。所述的纖芯中摻雜有稀土離子，且其后端面有一小的傾角。 所述的信號發(fā)生器在要求輸出的激光重復(fù)頻率變化范圍可調(diào)，且輸出電平的門 時(shí)間在幾納秒到幾十微秒連續(xù)可調(diào)。所述的第一諧振腔鏡對泵浦光高透，對激光波長高反，其位置緊靠所述的光纖
端面，但不接觸；第二諧振腔鏡對激光波長高反。所述的第一諧振腔鏡和第二諧振腔鏡分別由所述的光纖兩端的第一光纖光柵和第二光纖光柵構(gòu)成，所述的第一光纖光柵對泵浦光高透，對激光波長高反，所述的第二光纖光柵對激光波長高反。所述的聲光開關(guān)是兩端都是光纖耦合輸出的全光纖聲光丌關(guān)。 泵浦激光由第一諧振腔鏡的端面輸入，在由摻雜光纖，諧振腔鏡做成的諧振腔內(nèi)，往返增益。激光通過準(zhǔn)直透鏡進(jìn)入聲光開關(guān)。聲光驅(qū)動(dòng)器，在信號發(fā)生器的觸發(fā)下，周期性驅(qū)動(dòng)聲光開關(guān)來周期性調(diào)制腔內(nèi)的損耗，最終實(shí)現(xiàn)了光纖激光器的脈沖輸出。本發(fā)明的另一結(jié)構(gòu)是全光纖聲光調(diào)Q光纖激光器，不同的是激光在兩個(gè)光纖光柵組成的諧振腔反饋下增益，而聲光開關(guān)通過輸入端尾纖與摻雜光纖連接起來。本發(fā)明的技術(shù)效果本發(fā)明采用聲光Q開關(guān)作為光束分束器，其中一級衍射光作為腔內(nèi)激光的增益， 通過調(diào)制一級衍射來調(diào)制腔內(nèi)的損耗。而且與此同時(shí)， 一級衍射的剩余損耗光，即 零級方向作為輸出。與在先技術(shù)聲光調(diào)Q對相比，本發(fā)明用直接的聲光Q開關(guān)的損耗光輸出，使光纖 激光器緊湊、簡單，避免了額外的損耗，提高了激光輸出效率。脈沖的穩(wěn)定性及脈沖寬度直接與信號發(fā)生器輸出脈沖寬度有關(guān)，方便使用調(diào)節(jié)，避免了在先技術(shù)聲光調(diào)Q脈沖中的鎖?，F(xiàn)象，極大地提高了輸出調(diào)Q脈沖的穩(wěn)定性和可靠性。輸出脈沖寬度降低，峰值功率顯著提高，尤其是在高重復(fù)頻率輸出脈沖，其脈 沖寬度隨調(diào)制重復(fù)頻率增大無明顯關(guān)系。


圖1為本發(fā)明穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器全光纖裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式請先參閱圖1，圖1為本發(fā)明穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器實(shí)施例1 的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可見，本發(fā)明穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器，依次包 括第一諧振腔鏡l、具有纖芯3的摻雜光纖2、準(zhǔn)直透鏡4、聲光Q開關(guān)5和第 二諧振腔鏡8，所述的第二諧振腔鏡8位于所述的聲光Q開關(guān)5的一級衍射光方向， 聲光Q開關(guān)5的零級方向?yàn)榧す廨敵龇较?，所述的聲光Q丌關(guān)5由聲光驅(qū)動(dòng)器6 驅(qū)動(dòng)，該聲光驅(qū)動(dòng)器6的輸入端接信號發(fā)生器7的輸出端，所述的信號發(fā)生器7輸 出信號的重復(fù)頻率變化范圍與激光輸出的重復(fù)頻率變化范圍相適應(yīng)可調(diào)。請參閱圖2，圖2為本發(fā)明穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器實(shí)施例2的 全光纖裝置示意圖。實(shí)施例2和實(shí)施例1相比，特點(diǎn)是所述的第一諧振腔鏡l和 第二諧振腔鏡8分別由所述的光纖2兩端的第一光纖光柵9和第二光纖光柵10構(gòu) 成，所述的第一光纖光柵9對泵浦光高透，對激光波長高反，所述的第二光纖光柵 10對激光波長高反。所述的聲光丌關(guān)5為兩端都是光纖耦合輸出的全光纖聲光開 關(guān)。聲光調(diào)Q光纖激光器裝置，通過調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的調(diào)制頻率和脈沖寬度來達(dá)到 輸出脈沖的穩(wěn)定性和相應(yīng)的脈沖重復(fù)頻率。實(shí)施例1的具體采用中心波長975nm，功率5W左右半導(dǎo)體激光器端面泵浦圖 1激光裝置，采用的雙包層光纖長度為4m，纖芯中摻雜Yb3、內(nèi)包層尺寸為D型 600x650um (NA=0.47)，纖芯直徑為40um (NA=0.06)，通過調(diào)節(jié)信號發(fā)生器信號 脈沖寬度(500ns左右)及信號重復(fù)頻率(與輸出激光脈沖重頻相同)，該激光器輸 出脈沖重頻可以高達(dá)1.5MHz以上，脈沖寬度75ns，脈沖穩(wěn)定性優(yōu)于90%以上?？偵纤觯景l(fā)明與先前技術(shù)相比，本發(fā)明穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激 光器具有緊湊、靈活、輸出脈沖寬度窄、脈沖重復(fù)頻率及脈沖峰值功率高的特點(diǎn)， 大大提高了聲光調(diào)Q脈沖光纖激光器的重頻范圍。
權(quán)利要求
1、一種穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器，其特征在于它依次包括第一諧振腔鏡(1)、具有纖芯(3)的摻雜光纖(2)、準(zhǔn)直透鏡(4)、聲光Q開關(guān)(5)和第二諧振腔鏡(8)，所述的第二諧振腔鏡(8)位于所述的聲光Q開關(guān)(5)的一級衍射光方向，聲光Q開關(guān)(5)的零級方向?yàn)榧す廨敵龇较?，所述的聲光Q開關(guān)(5)由聲光驅(qū)動(dòng)器(6)驅(qū)動(dòng)，該聲光驅(qū)動(dòng)器(6)的輸入端接信號發(fā)生器(7)的輸出端，所述的信號發(fā)生器(7)輸出信號的重復(fù)頻率變化范圍與激光輸出的重復(fù)頻率變化范圍相適應(yīng)可調(diào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器，其特征在 于所述的光纖(2)的后端面有一小的傾角。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器，其特征在 于所述的第一諧振腔鏡(1)，對泵浦光高透，對激光波長高反，其位置緊靠光纖端 面，但不接觸；第二諧振腔鏡(8)，對激光波長高反。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器，其特征在 于所述的第一諧振腔鏡(1)和第二諧振腔鏡(8)分別由所述的光纖(2)兩端的 第一光纖光柵(9)和第二光纖光柵(10)構(gòu)成，所述的第一光纖光柵(9)對泵浦 光高透，對激光波長高反，所述的第二光纖光柵(10)對激光波長高反。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器，其特征在 于所述的聲光開關(guān)(5)為兩端都是光纖耦合輸出的全光纖聲光開關(guān)。
全文摘要
一種穩(wěn)定的高重復(fù)頻率聲光調(diào)Q光纖激光器，其特征在于它依次包括第一諧振腔鏡、具有纖芯的摻雜光纖、準(zhǔn)直透鏡、聲光Q開關(guān)和第二諧振腔鏡，所述的第二諧振腔鏡位于所述的聲光Q開關(guān)的一級衍射光方向，聲光Q開關(guān)的零級方向?yàn)榧す廨敵龇较?，所述的聲光Q開關(guān)由聲光驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，該聲光驅(qū)動(dòng)器的輸入端接信號發(fā)生器的輸出端，所述的信號發(fā)生器輸出信號的重復(fù)頻率變化范圍與激光輸出的重復(fù)頻率變化范圍相適應(yīng)可調(diào)。本發(fā)明具有緊湊、靈活、輸出脈沖寬度窄、脈沖重復(fù)頻率及脈沖峰值功率高的特點(diǎn)。
文檔編號H01S3/106GK101102032SQ200710043930
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者軍 周, 樓祺洪, 董景星, 趙宏明, 魏運(yùn)榮 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所