本實(shí)用新型涉及光纖激光器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種白光激光產(chǎn)生裝置。
背景技術(shù)：
：寬帶可見(jiàn)光(白光)激光在生物醫(yī)學(xué)，激光傳感，等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但一般可見(jiàn)光產(chǎn)生采用1064nm波段超短脈沖泵浦光子晶體光纖，實(shí)現(xiàn)超寬譜輸出，但可見(jiàn)光功率占比低；或采用短波長(zhǎng)泵浦激光器直接泵浦非線性材料實(shí)現(xiàn)寬譜可見(jiàn)光輸出，但是一般泵浦激光器采用固體激光，光路為空間結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性差，并且固體激光器由于增益介質(zhì)受限，功率難以提升。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種白光激光產(chǎn)生裝置。第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種白光激光產(chǎn)生裝置，包括紅外激光光源、第一光纖、倍頻晶體、第二光纖以及光譜展寬模塊，所述紅外激光光源、所述第一光纖、所述倍頻晶體、所述第二光纖以及所述光譜展寬模塊依次設(shè)置，所述紅外激光光源用于產(chǎn)生紅外激光，所述第一光纖用于將所述紅外激光耦合至所述倍頻晶體，所述倍頻晶體用于利用倍頻效應(yīng)將所述紅外激光轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光激光，所述第二光纖用于將所述可見(jiàn)光激光耦合至所述光譜展寬模塊，所述光譜展寬模塊用于將所述可見(jiàn)光激光進(jìn)行展寬，得到白光激光。本實(shí)用新型的紅外激光光源經(jīng)過(guò)倍頻晶體通過(guò)激光倍頻，實(shí)現(xiàn)高效超短脈沖倍頻，輸出一定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光激光，再通過(guò)第二光纖耦合進(jìn)非線性介質(zhì)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大功率寬帶可見(jiàn)光激光輸出，此時(shí)的光譜可以覆蓋450nm-760nm波段，可產(chǎn)生大功率白光激光。結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第一種可能實(shí)施方式，其中，所述紅外激光光源產(chǎn)生的激光的波長(zhǎng)為1064納米。結(jié)合第一方面的第一種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第二種可能實(shí)施方式，其中，所述可見(jiàn)光激光的波長(zhǎng)為532納米。結(jié)合第一方面的第二種可能實(shí)施方式，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第三種可能實(shí)施方式，其中，所述白光激光的波長(zhǎng)為450納米到760納米。結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第四種可能實(shí)施方式，其中，所述第一光纖為單模光纖。結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第五種可能實(shí)施方式，其中，所述第二光纖為單模光纖。所述單模光纖可傳輸光譜較窄的激光，所述單模光纖能夠支持更長(zhǎng)傳輸距離，所述單模光纖還可用于減除頻寬及振模色散(Modaldispersion)的限制。結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第六種可能實(shí)施方式，其中，所述第一光纖與所述倍頻晶體之間設(shè)置有第一增透透鏡，所述第一增透透鏡用于增加所述紅外激光的透射強(qiáng)度。第一增透鏡可以使透鏡的表面反射光與透射光的能量重新分配，分配的結(jié)果是透射光能量增大，反射光能量減小，以增大所述紅外激光的透射強(qiáng)度。結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第七種可能實(shí) 施方式，其中，所述第二光纖與所述光譜展寬模塊之間設(shè)置有第二增透透鏡，所述第二增透透鏡用于增加所述可見(jiàn)光激光的透射強(qiáng)度。第二增透鏡可以使透鏡的表面反射光與透射光的能量重新分配，分配的結(jié)果是透射光能量增大，反射光能量減小，以增大所述可見(jiàn)光激光的透射強(qiáng)度。結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第八種可能實(shí)施方式，其中，所述光譜展寬模塊為塊狀非線性晶體。結(jié)合第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了第一方面的第九種可能實(shí)施方式，其中，所述光譜展寬模塊為高非線性光纖。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的紅外激光光源經(jīng)過(guò)倍頻晶體通過(guò)激光倍頻，實(shí)現(xiàn)高效超短脈沖倍頻，輸出一定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光激光，再通過(guò)第二光纖耦合進(jìn)非線性介質(zhì)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大功率寬帶可見(jiàn)光激光輸出，此時(shí)的光譜可以覆蓋450nm-760nm波段，可產(chǎn)生大功率白光激光。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，白光激光輸出效率高，穩(wěn)定可靠。為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例提供的白光激光產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明白光激光產(chǎn)生裝置100紅外激光光源101第一光纖102倍頻晶體103第二光纖104光譜展寬模塊105第一增透透鏡106第二增透透鏡107具體實(shí)施方式寬帶可見(jiàn)光(白光)激光在生物醫(yī)學(xué)，激光傳感，等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但一般可見(jiàn)光產(chǎn)生采用1064nm波段超短脈沖泵浦光子晶體光纖，實(shí)現(xiàn)超寬譜輸出，但可見(jiàn)光功率占比低；或采用短波長(zhǎng)泵浦激光器直接泵浦非線性材料實(shí)現(xiàn)寬譜可見(jiàn)光輸出，但是一般泵浦激光器采用固體激光，光路為空間結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性差，并且固體激光器由于增益介質(zhì)受限，功率難以提升。鑒于上述情況，本實(shí)用新型提供一種白光激光產(chǎn)生裝置，以改善現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生的白光光功率占比低的問(wèn)題。為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實(shí)用新型產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，術(shù)語(yǔ)“水平”、“豎直”、“懸垂”等術(shù)語(yǔ)并不表示要求部件絕對(duì) 水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對(duì)“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。在本實(shí)用新型的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。請(qǐng)參考圖1，是本實(shí)用新型提供的白光激光產(chǎn)生裝置100的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的白光激光產(chǎn)生裝置100，用于產(chǎn)生大功率的白光激光，其包括紅外激光光源101、第一光纖102、倍頻晶體103、第二光纖104以及光譜展寬模塊105。所述紅外激光光源101、所述第一光纖102、所述倍頻晶體103、所述第二光纖104以及所述光譜展寬模塊105依次設(shè)置。所述紅外激光光源101用于產(chǎn)生波長(zhǎng)大于可見(jiàn)光波段的激光，以便所述倍頻晶體103進(jìn)行倍頻處理，所述紅外激光光源101具有光束的發(fā)散角小，接近于理想平行光，激光的光譜寬度非常的小，是幾個(gè)納米量級(jí)，所以其具有良好的單色性，而且亮度高，能量密度大。本實(shí)用新型實(shí)施例的紅外激光光源101采用1064納米的摻Y(jié)b波段超短脈沖激光器，摻Y(jié)b(Ytterbium，鐿)波段超短脈沖激光器具有較高激光效率，可獲得更高平均輸出功率的亞皮秒或皮秒脈沖輸出。在其他具體實(shí)施方式中，還可以采用其他的紅外激光光源，例如紅寶石激光器、摻Nd(neodymium，釹)激光器。所述第一光纖102用于將所述摻Y(jié)b波段超短脈沖激光器產(chǎn)生的1064納米的激光耦合至所述倍頻晶體103，所述第一光纖102采用單模光纖。所述單模光纖可傳輸光譜較窄的激光，所述單模光纖還可以支持更長(zhǎng)傳輸距離。所述倍頻晶體103用于將所述紅外激光轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光激光，可以將波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光波轉(zhuǎn)換為波長(zhǎng)較短的光波。所述倍頻晶體103是利用倍頻效應(yīng)的一類(lèi)非線性光學(xué)晶體。倍頻晶體103具有以下特征：不具有中心對(duì)稱(chēng)性；對(duì)基頻波和倍頻波的透明度高；二次非線性電極化系數(shù)大，這是因?yàn)楸额l轉(zhuǎn)換效率與此系數(shù)的平方成正比；有位相匹配能力，特別是非臨界匹配能力。所述倍頻晶體103可以是磷酸二氫銨(ADP)、磷酸二氫鉀(KDP)、磷酸二氘鉀(DKDP)、砷酸二氘銫(DCDA)、砷酸二氫銫(CDA)、鈮酸鋰(LN)、鈮酸鋇鈉、砷化鎵、砷化銦、硫化鋅、偏硼酸鋇(β-BaB2O4)、三硼酸鋰(LiB3O5)等晶體。所述倍頻效應(yīng)來(lái)源于媒質(zhì)在基頻光波電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的二階非線性極化，即極化強(qiáng)度中與光波電場(chǎng)二次方成比例的部分這一部分極化強(qiáng)度相當(dāng)于存在一種頻率為2的振蕩電偶極矩?；l光波在媒質(zhì)中傳播的同時(shí)激勵(lì)起一系列這樣的振蕩電偶極矩。它們?cè)诳臻g中的分布就好比一個(gè)按一定規(guī)則排列的偶極矩陣列，偶極矩之間有一定的相對(duì)位相。由于陣列中每個(gè)電偶極矩都要輻射頻率為2的光波,故偶極矩陣列的輻射應(yīng)是這些光波互相干涉的結(jié)果。無(wú)疑，只當(dāng)干涉是相互加強(qiáng)時(shí)才會(huì)有效地產(chǎn)生倍頻光輸出為此，陣列中各振蕩電偶極矩間要保持恰當(dāng)?shù)奈幌嚓P(guān)系。本實(shí)用新型的倍頻晶體103可將1064納米的激光轉(zhuǎn)換為532納米的超短脈沖激光，由于532納米的波段處于可見(jiàn)光波段，將波長(zhǎng)為1064納米的激光轉(zhuǎn)換為波長(zhǎng)為532納米的激光，以便波長(zhǎng)為532納米的激光展寬 后，得到白光激光。所述第二光纖104用于將所述532納米的超短脈沖激光耦合至所述光譜展寬模塊105，本實(shí)施例中，所述第二光纖104也可以采用單模光纖，在其他具體實(shí)施方式中，還可以采用其他的光纖，例如還可以采用多模光纖。所述光譜展寬模塊105用于將所述可見(jiàn)光激光進(jìn)行展寬，得到白光激光。本實(shí)施例中，所述光譜展寬模塊105可以將所述波長(zhǎng)為532納米的激光進(jìn)行展寬，得到波長(zhǎng)為450納米到760納米的白光激光。所述光譜展寬模塊105為非線性光學(xué)材料，例如可以為塊狀非線性晶體、高非線性光纖。所述光譜展寬模塊105可以由磷酸二氫銨或磷酸二氫鉀制成。所述第一光纖102與所述倍頻晶體103之間還可以設(shè)置第一增透透鏡106，所述第一增透透鏡106用于增加所述紅外激光的透射強(qiáng)度，本實(shí)施例中，所述第一增透透鏡106用于增強(qiáng)波長(zhǎng)為1064納米的激光的透射強(qiáng)度。所述第二光纖104與所述光譜展寬模塊105之間還可以設(shè)置第二增透透鏡107，所述第二增透透鏡107用于增加所述可見(jiàn)光激光的透射強(qiáng)度，本實(shí)施例中，所述第二增透透鏡107用于增強(qiáng)波長(zhǎng)為532納米的可見(jiàn)光激光的透射強(qiáng)度。所述第一增透透鏡106與所述第二增透透鏡107的表面均設(shè)置有增透膜，所述增透膜的作用使得光學(xué)元件表面反射光與透射光的能量重新分配，分配的結(jié)果是透射光能量增大，反射光能量減小。所述增透膜的材質(zhì)可以為氟化鈣。本實(shí)用新型實(shí)施例的白光激光產(chǎn)生裝置100的工作原理如下：摻Y(jié)b波段超短脈沖激光器產(chǎn)生1064nm波段高峰值功率超短脈沖，在倍頻晶體103中實(shí)現(xiàn)超短脈沖倍頻，輸出532nm超短脈沖倍頻激光，最后進(jìn)入光譜展寬模塊105中，實(shí)現(xiàn)光譜展寬，輸出寬帶白光激光。具體的，所述其中摻Y(jié)b波段超短脈沖激光器具有很高的激光效率，一般可達(dá)80％；倍頻過(guò)程中，可以通過(guò)提高脈沖峰值功率，縮小脈沖聚焦尺寸，進(jìn)而提高激光功率密度，提高倍頻效率，一般可實(shí)現(xiàn)80％以上倍頻光輸出，而在光譜展寬模塊105中，光譜實(shí)現(xiàn)展寬，也具有較高轉(zhuǎn)換效率，可達(dá)85％以上，因此本系統(tǒng)產(chǎn)生大功率寬帶可見(jiàn)光激光光光轉(zhuǎn)換效率可達(dá)50％以上，相比于傳統(tǒng)1064nm超短脈沖泵浦光子晶體光纖實(shí)現(xiàn)超連續(xù)譜激光，可見(jiàn)光功率一般僅總功率的占5％-20％，此方案大幅度提高了可見(jiàn)光輸出功率效率，減少熱負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)大功率寬帶可見(jiàn)光激光輸出。此方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可見(jiàn)光激光輸出效率高，穩(wěn)定可靠，可工程應(yīng)用。綜上所述，本實(shí)用新型的紅外激光光源經(jīng)過(guò)倍頻晶體通過(guò)激光倍頻，實(shí)現(xiàn)高效超短脈沖倍頻，輸出一定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光激光，再通過(guò)第二光纖耦合進(jìn)非線性介質(zhì)中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大功率寬帶可見(jiàn)光激光輸出，此時(shí)的光譜可以覆蓋450nm-760nm波段，可產(chǎn)生大功率白光激光。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，白光激光輸出效率高，穩(wěn)定可靠。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3