一種基于綠光光纖激光器泵浦的可見光超連續(xù)譜光源制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及光纖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于綠光光纖激光器泵浦的可見光超連續(xù)譜光源。本發(fā)明專利技術(shù)通過基于Grin光纖耦合技術(shù)或空間耦合套件的全光纖化綠光光纖激光器泵浦光子晶體光纖，產(chǎn)生光譜能量主要集中在可見光波段的超連續(xù)譜光源。本裝置可以實(shí)現(xiàn)純可見光波段的高功率全光纖化超連續(xù)譜光源，可以更好地滿足可見光超連續(xù)譜應(yīng)用領(lǐng)域的需求。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于綠光光纖激光器泵浦的可見光超連續(xù)譜光源
本專利技術(shù)涉及光纖
，尤其涉及一種基于綠光光纖激光器泵浦的可見光超連續(xù)譜光源。
技術(shù)介紹
光纖超連續(xù)譜光源可產(chǎn)生高亮度、高相干的寬帶光，相當(dāng)于寬帶激光器，在生物醫(yī)學(xué)、激光光譜學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、遙感探測等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景,特別是可見光波段的超連續(xù)譜在細(xì)胞學(xué)、生物醫(yī)學(xué)成像、生物光譜分析等領(lǐng)域具有無可替代的應(yīng)用價值。然而，當(dāng)前產(chǎn)生超連續(xù)譜的主流技術(shù)是利用成熟的1μm、1.5μm或2μm光纖激光泵浦而實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致輸出超連續(xù)譜中大部分能量集中于800nm以上的紅外波段，到純可見光波段的能量轉(zhuǎn)化效率很低。如著名的超連續(xù)譜光源供應(yīng)商英國Fianium公司的10W超連續(xù)譜光源，在可見光波段僅有1.2W的功率。另一家知名超連續(xù)譜供應(yīng)商丹麥NKT公司開發(fā)了可見光增強(qiáng)的超連續(xù)譜光源，提高了可見光波段的轉(zhuǎn)化效率，但即便如此，輸出功率為8W超連續(xù)譜光源在可見光波段也僅有2W的輸出功率，而且還需要使用其內(nèi)配的光譜分束器才可以將可見光波段光譜分離輸出。常規(guī)超連續(xù)譜光源在可見光波段如此低的轉(zhuǎn)化效率和功率利用率，極大地限制了可見光超連續(xù)譜的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)中超連續(xù)譜光源光譜能量在可見光波段所占比例過低，從而限制了可見光超連續(xù)譜的應(yīng)用的不足，本專利技術(shù)擬提供一種基于綠光光纖激光器泵浦的可見光超連續(xù)譜光源，使光譜能量主要集中于可見光波段。本專利技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于綠光光纖激光器泵浦的可見光超連續(xù)譜光源，包括依次連接的綠光光纖激光器、光子晶體光纖、第一光纖端帽；所述綠光光纖激光器用于產(chǎn)生綠色激光，作為泵浦所述光子晶體光纖從而使所述光子晶體光纖輸出超連續(xù)譜的泵浦光；所述第一光纖端帽用于避免所述光子晶體光纖的端面反射；所述綠光光纖激光器包括依次連接的：線偏振窄線寬光纖激光器，用于產(chǎn)生基頻光；偏振相關(guān)型光纖隔離器，用于防止所述基頻光反饋回所述線偏振窄線寬光纖激光器；全光纖激光倍頻器，用于對所述偏振相關(guān)型光纖隔離器輸出的基頻光進(jìn)行倍頻，產(chǎn)生綠色倍頻激光；所述全光纖激光倍頻器為如下兩種結(jié)構(gòu)中的任意一種：結(jié)構(gòu)1：所述全光纖激光倍頻器包括依次連接的：激光倍頻器輸入光纖，用于接收所述偏振相關(guān)型光纖隔離器輸出的基頻光；第一無芯光纖，用于對經(jīng)所述激光倍頻器輸入光纖輸入的基頻光進(jìn)行擴(kuò)束傳輸；第一Grin光纖，用于對經(jīng)所述第一無芯光纖擴(kuò)束傳輸后輸入的基頻光進(jìn)行準(zhǔn)直及聚焦；第二無芯光纖，用于對經(jīng)所述第一Grin光纖準(zhǔn)直及聚焦后的基頻光進(jìn)行聚焦傳輸；倍頻晶體，用于對經(jīng)所述第二無芯光纖聚焦傳輸后輸入的基頻光進(jìn)行倍頻，產(chǎn)生綠色倍頻激光；第三無芯光纖，用于對所述倍頻晶體產(chǎn)生的綠色倍頻激光進(jìn)行擴(kuò)束傳輸；第二Grin光纖，用于對經(jīng)所述第三無芯光纖擴(kuò)束傳輸后輸入的綠色倍頻激光進(jìn)行準(zhǔn)直及聚焦；第四無芯光纖，用于對經(jīng)所述第二Grin光纖準(zhǔn)直及聚焦后的綠色倍頻激光進(jìn)行聚焦傳輸；激光倍頻器輸出光纖，用于輸出經(jīng)所述第四無芯光纖聚焦傳輸后輸入的綠色倍頻激光，作為泵浦所述光子晶體光纖的泵浦光；結(jié)構(gòu)2：所述全光纖激光倍頻器包括依次連接的：激光倍頻器輸入光纖，用于接收所述偏振相關(guān)型光纖隔離器輸出的基頻光；第二光纖端帽，用于對經(jīng)所述激光倍頻器輸入光纖輸入的基頻光進(jìn)行擴(kuò)束傳輸，并避免端面反射；第一激光準(zhǔn)直透鏡，用于對經(jīng)所述第二光纖端帽擴(kuò)束傳輸后輸入的基頻光進(jìn)行準(zhǔn)直；第一激光聚焦透鏡，用于對經(jīng)所述第一激光準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后的基頻光進(jìn)行聚焦；倍頻晶體，用于對經(jīng)所述第一激光聚焦透鏡聚焦后的基頻光進(jìn)行倍頻，產(chǎn)生綠色倍頻激光；第二激光準(zhǔn)直透鏡，用于對所述倍頻晶體產(chǎn)生的綠色倍頻激光進(jìn)行準(zhǔn)直；第二激光聚焦透鏡，用于對經(jīng)所述第二激光準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后的綠色倍頻激光進(jìn)行聚焦；第三光纖端帽，用于避免端面反射，并輸出經(jīng)所述第二激光聚焦透鏡聚焦后的綠色倍頻激光；激光倍頻器輸出光纖，用于輸出經(jīng)所述第三光纖端帽輸入的綠色倍頻激光；上述兩種結(jié)構(gòu)中：所述偏振相關(guān)型光纖隔離器的輸出端與所述激光倍頻器輸入光纖連接；所述激光倍頻器輸出光纖與所述光子晶體光纖連接。進(jìn)一步地，所述激光倍頻器輸出光纖為截止波長低于0.5μm的單模保偏光纖。進(jìn)一步地，所述線偏振窄線寬光纖激光器的脈寬不大于10皮秒；所述光子晶體光纖為非錐形石英光子晶體光纖或錐形石英光子晶體光纖；所述非錐形石英光子晶體光纖的零色散波長位于近紅外波段；所述錐形石英光子晶體光纖的零色散波長在其錐形過渡區(qū)中從近紅外波段逐漸降低到綠光波段，接近但小于所述綠光光纖激光器的輸出波長。進(jìn)一步地，所述線偏振窄線寬光纖激光器的脈寬大于10皮秒；所述光子晶體光纖為錐形石英光子晶體光纖；所述錐形石英光子晶體光纖的零色散波長在其錐形過渡區(qū)中從近紅外波段逐漸降低到綠光波段，接近但小于所述綠光光纖激光器的輸出波長。進(jìn)一步地，所述線偏振窄線寬光纖激光器為工作波長為1μm的摻Y(jié)b光纖激光器。進(jìn)一步地，所述線偏振窄線寬光纖激光器的輸出端的光纖、所述偏振相關(guān)型光纖隔離器的輸入端及輸出端的光纖及所述激光倍頻器輸入光纖為參數(shù)相同的保偏光纖。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)通過全光纖化的綠光光纖激光器產(chǎn)生泵浦光，通過Grin光纖耦合技術(shù)或透鏡耦合技術(shù)，使超連續(xù)譜光源的光譜能量主要集中于可見光波段，可使激光器在當(dāng)前功率條件輸出的超連續(xù)譜光源在可見光波段的功率大大提高，從而可以實(shí)現(xiàn)更廣泛的可見光超連續(xù)譜應(yīng)用。附圖說明圖1：本專利技術(shù)實(shí)施例1提供的基于綠光光纖激光器泵浦的可見光超連續(xù)譜光源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2：本專利技術(shù)實(shí)施例2提供的另一種基于綠光光纖激光器泵浦的可見光超連續(xù)譜光源的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。圖1及圖2示出了兩種結(jié)構(gòu)的基于綠光光纖激光器泵浦的可見光超連續(xù)譜光源(以下簡稱光源)的結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖1及圖2所示，兩種結(jié)構(gòu)的光源均包括依次連接的綠光光纖激光器1、光子晶體光纖2及第一光纖端帽3。其中，綠光光纖激光器1用于產(chǎn)生綠光，作為泵浦光子晶體光纖2的泵浦光。第一光纖端帽3用于避免光子晶體光纖2的端面反射，使通過光子晶體光纖2輸出的激光不會因其端面的反射而反射回綠光光纖激光器1中，從而保護(hù)綠光光纖激光器1免受損傷。上述結(jié)構(gòu)中，綠光光纖激光器1包括依次連接的線偏振窄線寬光纖激光器11、偏振相關(guān)型光纖隔離器12、全光纖激光倍頻器14。其中，線偏振窄線寬光纖激光器11用于產(chǎn)生基頻光。偏振相關(guān)型光纖隔離器12用于確保產(chǎn)生的基頻光單向傳輸，防止其反饋回線偏振窄線寬光纖激光器1中對系統(tǒng)造成損傷。全光纖激光倍頻器14用于對偏振相關(guān)型光纖隔離器12輸出的基頻光進(jìn)行倍頻，從而產(chǎn)生上述綠光。根據(jù)綠光的波長范圍，本實(shí)施例中，線偏振窄線寬光纖激光器優(yōu)選采用工作波長在1μm波段的摻Y(jié)b光纖激光器，摻Y(jié)b光纖激光器具有增益帶寬,可調(diào)諧范圍寬，能獲得高增益和高能量轉(zhuǎn)換效率，其輸出1μm線偏振窄線寬激光作為基頻光。該基頻光經(jīng)偏振相關(guān)型光纖隔離器12進(jìn)入全光纖激光倍頻器14中倍頻，從而獲得波長為0.5μm的綠光。線偏振窄線寬光纖激光器11的輸出端的光纖、偏振相關(guān)型光纖隔離器12的輸入端及輸出端的光纖為參數(shù)相同的保偏光纖。上本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于綠光光纖激光器泵浦的可見光超連續(xù)譜光源，其特征在于，包括依次連接的綠光光纖激光器、光子晶體光纖、第一光纖端帽；所述綠光光纖激光器用于產(chǎn)生綠色激光，作為泵浦所述光子晶體光纖從而使所述光子晶體光纖輸出超連續(xù)譜的泵浦光；所述第一光纖端帽用于避免所述光子晶體光纖的端面反射；所述綠光光纖激光器包括依次連接的：線偏振窄線寬光纖激光器，用于產(chǎn)生基頻光；偏振相關(guān)型光纖隔離器，用于防止所述基頻光反饋回所述線偏振窄線寬光纖激光器；全光纖激光倍頻器，用于對所述偏振相關(guān)型光纖隔離器輸出的基頻光進(jìn)行倍頻，產(chǎn)生綠色倍頻激光；所述全光纖激光倍頻器為如下兩種結(jié)構(gòu)中的任意一種：結(jié)構(gòu)1：所述全光纖激光倍頻器包括依次連接的：激光倍頻器輸入光纖，用于接收所述偏振相關(guān)型光纖隔離器輸出的基頻光；第一無芯光纖，用于對經(jīng)所述激光倍頻器輸入光纖輸入的基頻光進(jìn)行擴(kuò)束傳輸；第一Grin光纖，用于對經(jīng)所述第一無芯光纖擴(kuò)束傳輸后輸入的基頻光進(jìn)行準(zhǔn)直及聚焦；第二無芯光纖，用于對經(jīng)所述第一Grin光纖準(zhǔn)直及聚焦后的基頻光進(jìn)行聚焦傳輸；倍頻晶體，用于對經(jīng)所述第二無芯光纖聚焦傳輸后輸入的基頻光進(jìn)行倍頻，產(chǎn)生綠色倍頻激光；第三無芯光纖，用于對所述倍頻晶體產(chǎn)生的綠色倍頻激光進(jìn)行擴(kuò)束傳輸；第二Grin光纖，用于對經(jīng)所述第三無芯光纖擴(kuò)束傳輸后輸入的綠色倍頻激光進(jìn)行準(zhǔn)直及聚焦；第四無芯光纖，用于對經(jīng)所述第二Grin光纖準(zhǔn)直及聚焦后的綠色倍頻激光進(jìn)行聚焦傳輸；激光倍頻器輸出光纖，用于輸出經(jīng)所述第四無芯光纖聚焦傳輸后輸入的綠色倍頻激光，作為泵浦所述光子晶體光纖的泵浦光；結(jié)構(gòu)2：所述全光纖激光倍頻器包括依次連接的：激光倍頻器輸入光纖，用于接收所述偏振相關(guān)型光纖隔離器輸出的基頻光；第二光纖端帽，用于對經(jīng)所述激光倍頻器輸入光纖輸入的基頻光進(jìn)行擴(kuò)束傳輸，并避免端面反射；第一激光準(zhǔn)直透鏡，用于對經(jīng)所述第二光纖端帽擴(kuò)束傳輸后輸入的基頻光進(jìn)行準(zhǔn)直；第一激光聚焦透鏡，用于對經(jīng)所述第一激光準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后的基頻光進(jìn)行聚焦；倍頻晶體，用于對經(jīng)所述第一激光聚焦透鏡聚焦后的基頻光進(jìn)行倍頻，產(chǎn)生綠色倍頻激光；第二激光準(zhǔn)直透鏡，用于對所述倍頻晶體產(chǎn)生的綠色倍頻激光進(jìn)行準(zhǔn)直；第二激光聚焦透鏡，用于對經(jīng)所述第二激光準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后的綠色倍頻激光進(jìn)行聚焦；第三光纖端帽，用于避免端面反射，并輸出經(jīng)所述第二激光聚焦透鏡聚焦后的綠色倍頻激光；激光倍頻器輸出光纖，用于輸出經(jīng)所述第三光纖端帽輸入的綠色倍頻激光；上述兩種結(jié)構(gòu)中：所述偏振相關(guān)型光纖隔離器的輸出端與所述激光倍頻器輸入光纖連接；所述激光倍頻器輸出光纖與所述光子晶體光纖連接。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于綠光光纖激光器泵浦的可見光超連續(xù)譜光源，其特征在于，包括依次連接的綠光光纖激光器、光子晶體光纖、第一光纖端帽；所述綠光光纖激光器用于產(chǎn)生綠色激光，作為泵浦所述光子晶體光纖從而使所述光子晶體光纖輸出超連續(xù)譜的泵浦光；所述第一光纖端帽用于避免所述光子晶體光纖的端面反射；所述綠光光纖激光器包括依次連接的：線偏振窄線寬光纖激光器，用于產(chǎn)生基頻光；偏振相關(guān)型光纖隔離器，用于防止所述基頻光反饋回所述線偏振窄線寬光纖激光器；全光纖激光倍頻器，用于對所述偏振相關(guān)型光纖隔離器輸出的基頻光進(jìn)行倍頻，產(chǎn)生綠色倍頻激光；所述全光纖激光倍頻器為如下兩種結(jié)構(gòu)中的任意一種：結(jié)構(gòu)1：所述全光纖激光倍頻器包括依次連接的：激光倍頻器輸入光纖，用于接收所述偏振相關(guān)型光纖隔離器輸出的基頻光；第一無芯光纖，用于對經(jīng)所述激光倍頻器輸入光纖輸入的基頻光進(jìn)行擴(kuò)束傳輸；第一Grin光纖，用于對經(jīng)所述第一無芯光纖擴(kuò)束傳輸后輸入的基頻光進(jìn)行準(zhǔn)直及聚焦；第二無芯光纖，用于對經(jīng)所述第一Grin光纖準(zhǔn)直及聚焦后的基頻光進(jìn)行聚焦傳輸；倍頻晶體，用于對經(jīng)所述第二無芯光纖聚焦傳輸后輸入的基頻光進(jìn)行倍頻，產(chǎn)生綠色倍頻激光；第三無芯光纖，用于對所述倍頻晶體產(chǎn)生的綠色倍頻激光進(jìn)行擴(kuò)束傳輸；第二Grin光纖，用于對經(jīng)所述第三無芯光纖擴(kuò)束傳輸后輸入的綠色倍頻激光進(jìn)行準(zhǔn)直及聚焦；第四無芯光纖，用于對經(jīng)所述第二Grin光纖準(zhǔn)直及聚焦后的綠色倍頻激光進(jìn)行聚焦傳輸；激光倍頻器輸出光纖，用于輸出經(jīng)所述第四無芯光纖聚焦傳輸后輸入的綠色倍頻激光，作為泵浦所述光子晶體光纖的泵浦光；結(jié)構(gòu)2：所述全光纖激光倍頻器包括依次連接的：激光倍頻器輸入光纖，用于接收所述偏振相關(guān)型光纖隔離器輸出的基頻光；第二光纖端帽，用于對經(jīng)所述激光倍頻器輸入光纖輸入的基頻光進(jìn)行擴(kuò)束傳輸，并避免端面反射；第一激光準(zhǔn)直透鏡，用于對經(jīng)所述第二光纖端帽擴(kuò)束傳輸后輸入的基頻光進(jìn)行準(zhǔn)直；第一激光聚焦透鏡，用于對經(jīng)所述第一激光準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直后的基頻...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：阮雙琛，郭春雨，林懷欽，余軍，趙俊清，閆培光，華萍，
申請(專利權(quán))人：深圳大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44