全光纤腔内倍频产生系统技术方案

本实用新型专利技术公开了全光纤腔内倍频产生系统，其包括谐振腔和泵浦源，谐振腔沿光路依次包括波分复用器、增益光纤、偏振控制器、倍频光耦合器、倍频器件、基频光耦合器；泵浦源与波分复用器连接；泵浦源产生的泵浦光经波分复用器耦合至谐振腔内，谐振腔将泵浦光转换成基频光经增益光纤进行放大；倍频器件将基频光进行单向隔离并产生倍频光，产生的倍频光经倍频光耦合器输出。将本系统与传统的腔外倍频激光系统相比，稳定性得到了大幅度的改善，实现了免维护超短脉冲倍频光输出；由于该系统为全光纤系统，具有结构简单和成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超短脉冲光纤激光器，具体涉及全光纤腔内倍频产生系统。
技术介绍
由于腔内功率和倍频光纤的限制，目前利用光纤倍频技术产生超短脉冲激光都采用腔外倍频的方式。为获得更高功率密度基频光，目前都是采用腔外放大和腔外压缩技术实现，利用腔外放大器提高脉冲能量，之后利用空间光路对脉冲宽度进行压缩，实现超短脉冲最后再利用透镜聚焦或缩束至倍频晶体实现高功率超短脉冲倍频，这种增加放大器和空间压缩的方法导致结构复杂，稳定性差，难以集成，降低了系统的可靠性和稳定性。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本技术提供了一种能够在谐振腔内产生倍频光的全光纤腔内倍频产生系统。为了达到上述专利技术目的，本技术采用的技术方案为:提供一种全光纤腔内倍频产生系统，其包括谐振腔和栗浦源，谐振腔沿光路依次包括波分复用器、增益光纤、偏振控制器、倍频光耦合器、倍频器件、基频光耦合器；栗浦源与波分复用器连接；栗浦源产生的栗浦光经波分复用器耦合至谐振腔内，谐振腔将栗浦光转换成基频光经增益光纤进行放大；倍频器件将基频光进行单向隔离并产生倍频光，产生的倍频光经倍频光耦合器输出。其中，倍频器件包括设置在密封腔内的偏振相关隔离器、第一透镜、倍频晶体和第二透镜；偏振相关隔离器对基频光进行单向隔离输出线偏振光，经过第一透镜将基频光聚焦至倍频晶体中产生倍频光，第二透镜将倍频光和剩余的基频光耦合至光纤中。本技术的有益效果为:该全光纤腔内倍频产生系统能够在谐振腔内通过倍频器件直接产生超短脉冲的倍频光输出，本系统与传统的腔外倍频激光系统相比，稳定性得到了大幅度地改善，实现了免维护超短脉冲倍频光输出；由于该系统为全光纤结构(空间结构已制作为带尾纤的光纤器件)，具有结构简单和成本低等优点。【附图说明】图1为全光纤腔内倍频产生系统的原理框图。图2为倍频装置的原理框图。其中，1、基频光耦合器；2、波分复用器；3、增益光纤；4、倍频器件；41、密封腔；42、偏振相关隔离器；43、第一透镜；44、倍频晶体；45、第二透镜；5、栗浦源；6、倍频光耦合器；7、偏振控制器；8、光纤。【具体实施方式】下面对本技术的【具体实施方式】进行描述，以便于本
的技术人员理解本技术，但应该清楚，本技术不限于【具体实施方式】的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本技术构思的专利技术创造均在保护之列。 图1示出了全光纤腔内倍频产生系统的原理框图；如图1所示，该全光纤腔内倍频产生系统包括谐振腔和栗浦源5，谐振腔沿光路依次包括波分复用器2、增益光纤3、偏振控制器7、倍频光耦合器6、倍频器件4和基频光耦合器1 ;栗浦源5与波分复用器2连接。栗浦源5可以采用激光二极管，使用时，激光二极管作为栗浦源5给谐振腔提供栗浦光。栗浦源5产生的栗浦光经波分复用器2耦合至谐振腔内，在谐振腔中产生基频光，其中增益光纤3为基频光提供增益；倍频器件4将基频光进行单向隔离并产生倍频光，产生的倍频光经倍频光耦合器6输出。该谐振腔除倍频器件4外为典型的锁模振荡器，通过调节偏振控制器7实现锁模激光输出，此锁模激光为基频光；调节偏振控制器7控制基频光锁模运转，基频光耦合器1检测到基频光为锁模状态时，倍频光耦合器6输出超短脉冲倍频光。如图2所示，倍频器件4包括设置在密封腔41内的偏振相关隔离器42、第一透镜43、倍频晶体44和第二透镜45 ;偏振相关隔离器42对基频光进行单向隔离输出线偏振光，经过第一透镜43将基频光聚焦至倍频晶体44中输出倍频光，第二透镜45将倍频光和剩余的基频光耦合至光纤8中，经倍频光耦合器6输出。其中，偏振相关隔离器42、倍频晶体44采用聚焦光或小口径准直光。使用时，在耦合进栗浦光后通过调节偏振控制器7在谐振腔内产生超短锁模脉冲，此锁模脉冲为基频光，再利用腔内的倍频晶体44将部分基频光倍频产生倍频光。其中基频光在谐振腔内可以采用非线性偏振旋转锁模技术、“8”字腔锁模或可饱和吸收体锁模技术产生超短脉冲。上述的第一透镜43和第二透镜45均为消色差透镜。上述的基频光可以为掺镱光纤产生的1064nm波段、掺铒光纤产生的1560nm波段或掺铥光纤产生的2000nm波段。倍频光可以包括532nm波段、780nm波段或lOOOnm波段。所选的波分复用器2为拉锥型或空间耦合型器件。所选的基频光耦合器1，基频光输出比为1/100。所选的倍频光耦合器6基频光输出比例为0%，倍频光输出比例为100%。该全光纤腔内倍频产生系统产生倍频光的实现过程为:(1)将波分复用器2、增益光纤3、偏振控制器7、倍频光耦合器6、倍频器件4和基频光耦合器1的尾纤首尾连接在一起；(2)与波分复用器2连接的栗浦源5将栗浦光经波分复用器2耦合至谐振腔内，调节偏振控制器7实现基频光锁模运转，利用基频光耦合器1监测锁模状态。(3)当基频光实现锁模运转时，基频光在倍频器件4中实现倍频光的产生，在倍频光親合器6中实现输出。综上，本系统与传统的腔外倍频激光系统相比，稳定性得到了大幅度地改善，实现了免维护超短脉冲倍频光输出；由于该系统为全光纤结构，因此具有结构简单和成本低等优点。【主权项】1.全光纤腔内倍频产生系统，其特征在于，包括谐振腔和栗浦源，谐振腔沿光路依次包括波分复用器、增益光纤、偏振控制器、倍频光耦合器、倍频器件、基频光耦合器；所述栗浦源与所述波分复用器连接；所述栗浦源产生的栗浦光经波分复用器耦合至谐振腔内，所述谐振腔将所述栗浦光转换成基频光经增益光纤进行放大；所述倍频器件将基频光进行单向隔离并产生倍频光，产生的倍频光经所述倍频光耦合器输出。2.根据权利要求1所述的全光纤腔内倍频产生系统，其特征在于，所述倍频器件包括设置在密封腔内的偏振相关隔离器、第一透镜、倍频晶体和第二透镜；所述偏振相关隔离器对基频光进行单向隔离输出线偏振光，经过第一透镜将基频光聚焦至倍频晶体中产生倍频光，第二透镜将倍频光和剩余的基频光耦合至光纤中。3.根据权利要求1或2所述的全光纤腔内倍频产生系统，其特征在于，所述栗浦源为激光二极管。4.根据权利要求3所述的全光纤腔内倍频产生系统，其特征在于，所述基频光为1064nm波段、1560nm波段或2000nm波段。【专利摘要】本技术公开了全光纤腔内倍频产生系统，其包括谐振腔和泵浦源，谐振腔沿光路依次包括波分复用器、增益光纤、偏振控制器、倍频光耦合器、倍频器件、基频光耦合器；泵浦源与波分复用器连接；泵浦源产生的泵浦光经波分复用器耦合至谐振腔内，谐振腔将泵浦光转换成基频光经增益光纤进行放大；倍频器件将基频光进行单向隔离并产生倍频光，产生的倍频光经倍频光耦合器输出。将本系统与传统的腔外倍频激光系统相比，稳定性得到了大幅度的改善，实现了免维护超短脉冲倍频光输出；由于该系统为全光纤系统，具有结构简单和成本低等优点。【IPC分类】H01S3/067, H01S3/109【公开号】CN205029172【申请号】CN201520790826【专利技术人】李超, 赵磊, 黄志华, 梁小宝, 温静, 黄小军, 王建军, 朱启华, 景峰 【申请人】中国工程物理研究院激光聚变研究中心【公开日】2016年2月10日【申本文档来自技高网...

【技术保护点】
全光纤腔内倍频产生系统，其特征在于，包括谐振腔和泵浦源，谐振腔沿光路依次包括波分复用器、增益光纤、偏振控制器、倍频光耦合器、倍频器件、基频光耦合器；所述泵浦源与所述波分复用器连接；所述泵浦源产生的泵浦光经波分复用器耦合至谐振腔内，所述谐振腔将所述泵浦光转换成基频光经增益光纤进行放大；所述倍频器件将基频光进行单向隔离并产生倍频光，产生的倍频光经所述倍频光耦合器输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，赵磊，黄志华，梁小宝，温静，黄小军，王建军，朱启华，景峰，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：新型
国别省市：四川;51