专利名称：半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种激光器，尤其涉及一种半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器。
背景技术：
高能量短脉冲激光器在通信、激光测距、工业加工、成像、激光雷达以及医学等方面具有很广泛的应用。目前，获得高能量短脉冲激光的技术主要有锁模、调Q和种子注入放大三种。
锁模、调Q式激光器，体积庞大，环境容忍度较差。尤其是锁模激光器，很微弱的环境改变都有可能失锁。
种子注入式激光器，由于种子光源大多采用的是低能量的锁模或调Q激光器，同样存在上述缺点。种子注入式激光器的放大器部分，一般采用晶体棒或掺杂玻璃作为增益介质，结构复杂，集成度低，热畸变效应明显，输出脉冲的稳定性也较差。采用空间耦合方式的光纤放大器，则耦合效率低，光学结构不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其解决了背景技术中体积大，稳定性差的技术问题。
本发明的技术解决方案是一种半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其特殊之处在于它包括种子光系统100，所述种子光系统100的输出通过光纤光隔离器300接有光纤放大器200；所述的种子光系统100包括信号混合器103，接于信号混合器103输入端的偏置电流源101与调制信号源102，接于信号混合器103输出端的半导体激光芯片104，所述半导体激光芯片104的输出端构成种子光系统100的输出端；所述的光纤放大器200包括光纤光耦合器202，接于光纤光耦合器202输入端的半导体激光器201，接于光纤光耦合器202输出端的掺杂光纤203，所述掺杂光纤203的另一端构成光纤放大 200的输出端；所述光纤光耦合 202的输入端构成光纤放大器200的输入端。
上述光纤放大器200的输出端通过光纤光隔离器300可连接下一级、二级或多级光纤放大器200，各级光纤放大器200之间通过光纤光隔离器300相串接。光纤放大器200串联的个数及其放大的参数可根据设计要求选取。
上述半导体激光器201以采用带尾纤输出的半导体激光器为佳，所述半导体激光器201的波长以与掺杂光纤203的吸收谱相匹配，所述半导体激光器201输出的激光模式以与掺杂光纤203的结构相匹配，则可得到最高的抽运光吸收效率。
上述光纤光耦合器202的三个臂的光纤类型，以分别与光纤光隔离器300的输出光纤、半导体激光器201的输出光纤以及掺杂光纤203的光纤类型相同为佳，此可获得较高的光耦合效率。
上述半导体激光芯片104的输出端与光纤光隔离器300的输入端以通过光纤熔接相连接为佳；所述光纤光隔离器300的输出端、半导体激光器201的输出端及光纤光耦合器202的输入端以通过光纤熔接相连接为佳；所述掺杂光纤203与光纤光耦合器202的连接端也以通过光纤熔接相连接为佳。
上述掺杂光纤203所掺杂元素的发射谱应包含种子光系统100输出光的光谱，以使种子光可以得到放大。
上述掺杂光纤203以结构分，可采用单模光纤、多模光纤、双包层光纤或光子晶体光纤等。
上述掺杂光纤203以掺杂元素分，可采用掺镱光纤、掺铒光纤、铒镱共掺光纤或掺钕光纤等。
上述掺杂光纤203以偏振特性分，可采用保偏光纤或非保偏光纤等。
本发明具有以下优点本发明具有以下的优点1.结构紧凑、体积小，集成度高。本发明采用体积很小的半导体激光器作为种子源，大大减小了系统的体积。全光纤结构，也使得整个激光器结构简捷，体积很小。由于光纤可以弯曲，因此，可根据不同的空间要求进行合理布局，使系统结构更紧凑。
2.性能稳定、可靠。采用光纤放大器，系统无需外加制冷，放大信号的光稳定性好，光束质量高。采用全光纤结构，在提高稳定性的同时，还可免维护。
3.输出激光的频率可调、脉宽可调。以半导体激光器作为种子源，脉冲宽度可调，重复频率可调，且调节简便、可靠。
4.光纤光隔离器、半导体激光器和掺杂光纤通过光纤光耦合器相连接，实现了激光器的全光纤化。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明采用多个光纤放大器的结构示意图。
附图标号说明100-种子光系统，101-偏置电流源，102-调制信号源，103-信号混合器，104-半导体激光芯片，200-光纤放大器，201-半导体激光器，202-光纤光耦合器，203-掺杂光纤，300-光纤光隔离器。
具体实施例方式
本发明采用光纤耦合输出的半导体激光器作为种子光源，采用电调制的办法获得激光脉冲输出，激光脉冲宽度可调，重复频率可调，根据激光参数选择不同的激光器、加载不同的调制，以获得不同波长、脉冲宽度、重复频率和单脉冲能量的激光脉冲输出。
参见图1，本发明主要由种子光系统100和光纤放大器200构成。种子光系统100采用半导体种子脉冲激光器，光纤放大器200采用掺杂光纤203作为激光放大的增益介质。为了防止光纤放大器200的返回光对种子光系统100系统造成干扰或损坏，种子光系统100与光纤放大器200之间通过光纤光隔离器300相互连接隔离。
如果采用一级光纤放大器200输出的光能量不能达到要求，光纤放大器200的输出端通过光纤光隔离器300可连接下一级、二级或多级光纤放大器200，各级光纤放大器200之间通过光纤光隔离器300相串接，参见图2，光纤放大器200串联的个数及其放大的参数可根据设计要求选取。
种子光系统100的偏置电流源101与调制信号源102均接于信号混合器103的输入，信号混合器103输出接半导体激光芯片104，半导体激光芯片104的输出构成种子光系统100的输出。半导体激光芯片104的输出端与光纤光隔离器300的输入端以通过光纤熔接相连接为佳；所述光纤光隔离器300的输出端、半导体激光器201的输出端及光纤光耦合器202的输入端以通过光纤熔接相连接为佳；所述掺杂光纤203与光纤光耦合器202的连接端也以通过光纤熔接相连接为佳。掺杂光纤203所掺杂元素的发射谱应包含种子光系统100输出光的光谱，以使种子光可以得到放大。
种子光系统100与半导体激光器201的输出均接于光纤光耦合器202的输入。掺杂光纤203的一端接光纤光耦合器202的输出，另一端构成光纤放大器200的输出。半导体激光器201以采用带尾纤输出的半导体激光器为佳，所述半导体激光器201的波长以与掺杂光纤203的吸收谱相匹配，所述半导体激光器201输出的激光模式以与掺杂光纤203的结构相匹配，则可得到最高的抽运光吸收效率。为了获得较高的光耦合效率，光纤光耦合器202的三个臂的光纤类型，应分别与光纤光隔离器300的输出光纤、半导体激光器201的输出光纤以及掺杂光纤203的光纤类型相同。根据种子光的参数，以结构分，掺杂光纤203可选用单模光纤、多模光纤、双包层光纤或光子晶体光纤等，目的在于使种子光得到最大效率的放大。以掺杂元素分，掺杂光纤203可选用掺镱光纤、掺铒光纤、铒镱共掺光纤或掺钕光纤等，其掺杂元素的发射谱要包含种子光的光谱，使得种子光可以得到放大。以偏振特性分，掺杂光纤203可选用保偏光纤和非保偏光纤。
工作时，偏置电流源101产生的偏置电流与调制信号源102产生的调制信号通过信号混合器103合成后，加载至半导体激光芯片104上，半导体激光芯片104输出的光信号通过光纤光隔离器300后，与半导体激光器201的光信号一起通过光纤光耦合器202耦合进入掺杂光纤203，在掺杂光纤203中得到放大并输出。改变调制信号源102输出的调制信号的参数，可使半导体激光芯片104输出所需的光脉冲信号。
权利要求
1.一种半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其特征在于它包括种子光系统(100)，所述种子光系统(100)的输出通过光纤光隔离(300)接有光纤放大器(200)；所述的种子光系统(100)包括信号混合器(103)，接于信号混合器(103)输入端的偏置电流源(101)与调制信号源(102)，接于信号混合器(103)输出端的半导体激光芯片(104)，所述半导体激光芯片(104)的输出端构成种子光系统(100)的输出端；所述的光纤放大器(200)包括光纤光耦合器(202)，接于光纤光耦合器(202)输入端的半导体激光器(201)，接于光纤光耦合器(202)输出端的掺杂光纤(203)，所述掺杂光纤(203)的另一端构成光纤放大器(200)的输出端；所述光纤光耦合器(202)的输入端构成光纤放大器(200)的输入端。
2.根据权利要求1所述的半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其特征在于所述光纤放大器(200)的输出端通过光纤光隔离器(300)接有一级、二级或多级光纤放大器(200)，各级光纤放大器(200)之间通过光纤光隔离器(300)相串接。
3.根据权利要求1或2所述的半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其特征在于所述的半导体激光器(201)为带尾纤输出的半导体激光器，所述半导体激光器(201)的波长与掺杂光纤(203)的吸收谱相匹配，所述半导体激光器(201)输出的激光模式与掺杂光纤(203)的结构相匹配。
4.根据权利要求3所述的半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其特征在于所述光纤光耦合器(202)的三个臂的光纤类型分别与光纤光隔离器(300)的输出光纤、半导体激光器(201)的输出光纤以及掺杂光纤(203)的光纤类型相同。
5.根据权利要求4所述的半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其特征在于所述半导体激光芯片(104)的输出端与光纤光隔离器(300)的输入端通过光纤熔接相连接；所述光纤光隔离器(300)的输出端、半导体激光器(201)的输出端及光纤光耦合器(202)的输入端通过光纤熔接相连接；所述掺杂光纤(203)与光纤光耦合器(202)的连接端通过光纤熔接相连接。
6.根据权利要求5所述的半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其特征在于所述掺杂光纤(203)所掺杂元素的发射谱包含种子光系统(100)输出光的光谱。
7.根据权利要求6所述的半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其特征在于所述的掺杂光纤(203)为单模光纤、多模光纤、双包层光纤或光子晶体光纤。
8.根据权利要求7所述的半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其特征在于所述的掺杂光纤(203)为掺镱光纤、掺铒光纤、铒镱共掺光纤或掺钕光纤。
9.根据权利要求8所述的半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其特征在于所述的掺杂光纤(203)为保偏光纤或非保偏光纤。
全文摘要
一种半导体激光种子脉冲主振荡放大全光纤激光器，其种子光系统的输出通过光纤光隔离器接至光纤放大器。种子光系统包括信号混合器，接于信号混合器输入端的偏置电流源与调制信号源，接于信号混合器输出端的半导体激光芯片，半导体激光芯片的输出端构成种子光系统的输出端。光纤放大器包括光纤光耦合器，接于光纤光耦合器输入端的半导体激光器，接于光纤光耦合器输出端的掺杂光纤，掺杂光纤的另一端构成光纤放大器的输出端。光纤光耦合器的输入端构成光纤放大器的输入端。本发明解决了背景技术中体积大，稳定性差的技术问题。本发明采用全光纤结构，输出激光的频率可调、脉宽可调。
文档编号H01S5/00GK101083381SQ200610042889
公开日2007年12月5日 申请日期2006年5月30日 优先权日2006年5月30日
发明者赵卫, 高存孝, 朱少岚, 王屹山, 陈国夫 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所