擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超連續(xù)譜光源系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]超連續(xù)譜是指短脈沖通過非線性介質(zhì)時，由于一系列非線性效應(yīng)與光纖的群速度色散的共同作用而使脈沖頻譜展寬的一種現(xiàn)象。超連續(xù)譜光源由于輸出光譜范圍大、穩(wěn)定性好、重復頻率高接近于準連續(xù)等特點，使其在光學相干成像、光學顯微成像，光學儀器測試、光纖陀螺、超短脈沖產(chǎn)生以及材料光譜學、環(huán)境測量、光纖傳感、光計量學、激光光譜學、生物醫(yī)學及光學采樣等很多領(lǐng)域擁有重要的應(yīng)用價值。
[0003]目前光纖激光器的迅速發(fā)展為超連續(xù)譜的產(chǎn)生提供了更多選擇，例如公開號為CN202487963 U的中國實用新型專利《一種超連續(xù)譜光纖激光器》提供一種超連續(xù)譜光纖激光器，它是由1064nm半導體激光器直接作為種子源，然后通過脈沖發(fā)生器進行脈沖調(diào)制得到1064nm的皮秒激光器，該1064nm的皮秒種子源通過多級光纖放大器，得到高功率1064nm的皮秒激光器，最后高功率的皮秒激光器通過和光子晶體光纖的熔接，光譜不斷向1064nm兩端延伸，得到400-2200nm寬的超連續(xù)譜光源，其輸出具有光譜寬、功率高、單模、重復頻率可調(diào)等特點。該傳統(tǒng)超連續(xù)譜光纖激光器存在的主要問題是很難覆蓋400nm以下的紫外光譜范圍，不能滿足大量需要紫外光譜成分的測量需求。并且它的單波長的功率密度不夠，一般小于10mW/nm，使它在需要紫外光譜的領(lǐng)域，例如紫外光譜激發(fā)的熒光光譜成像等領(lǐng)域和需要單點功率密度>50mW/nm的領(lǐng)域，如流式細胞儀或者高速超分辨光學成像等領(lǐng)域受到了限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)，能夠同時實現(xiàn)覆蓋400nm以下的光，解決超連續(xù)譜單點功率存在的不足，實現(xiàn)所有輸出端的脈沖在時域上可調(diào)。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)，包括同源多路時鐘、超連續(xù)譜光源和多個單波長半導體激光器，所述各個單波長半導體激光器的頻率通過同源多路時鐘調(diào)節(jié)為超連續(xù)譜光源的頻率的整數(shù)倍或整除倍。
[0007]按上述方案，所述同源多路時鐘由時鐘、同頻同相位模塊以及多個延時和倍頻/差頻模塊構(gòu)成。
[0008]按上述方案，所述超連續(xù)譜光源包括依次連接的脈沖發(fā)生器、半導體激光器、一級光纖放大器、二級光纖放大器、三級光纖放大器、PCF光子晶體光纖。
[0009]本發(fā)明的工作原理:同源多路時鐘用于控制各個單波長半導體激光器的頻率和相位，單波長半導體激光器用于拓寬超連續(xù)譜光源的波段以及單點光功率，使用單波長半導體激光器來彌補超連續(xù)譜光源中沒有覆蓋的波段并且補充超連續(xù)譜光源中單點功率的不足，同源多路時鐘讓所有單波長半導體激光器輸出端的脈沖在時域上可調(diào)。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0011]1、通過增加單波長半導體激光來彌補傳統(tǒng)超連續(xù)譜光源難以覆蓋400nm以下波長以及在400-2400nm處單波長功率密度小于10mW/nm的弱點，所加的單波長半導體激光器波長可以覆蓋375nm-2400nm，最高單波長功率密度可以到200mW/nm，使之組成的新型超連續(xù)譜光源適用于375-400nm范圍內(nèi)的光譜顯微等領(lǐng)域應(yīng)用，并且更適合于需要高功率密度的共聚焦顯微，超分辨光學成像以及流式細胞儀等領(lǐng)域應(yīng)用；
[0012]2、通過對單波長半導體激光器和傳統(tǒng)超連續(xù)譜光源的脈沖產(chǎn)生電路的時鐘控制，可以使單波長半導體激光與傳統(tǒng)超連續(xù)譜光源保持同相位輸出，并且相對的脈沖延時靈活可調(diào)，同相位脈沖延時可控的混合型超連續(xù)譜光源可以滿足超分辨顯微技術(shù)以及與時間分辨相關(guān)的瞬態(tài)光譜，顯微等領(lǐng)域的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為圖1中超連續(xù)譜光源的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3為傳統(tǒng)超連續(xù)譜光源的光譜圖；
[0016]圖4為本發(fā)明新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)彌補375nm處波長空白圖；
[0017]圖5為本發(fā)明新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)提高780nm波長處功率密度圖；
[0018]圖6為本發(fā)明新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)各輸出端輸出的脈沖圖。
[0019]圖中:1、同源多路時鐘，11、時鐘，12、同頻同相位模塊，13、延時和倍頻/差頻模塊，2、超連續(xù)譜光源SC，21、脈沖發(fā)生器，22、半導體激光器，23、一級光纖放大器，24、二級光纖放大器，25、三級光纖放大器，26、PCF光子晶體光纖，3、單波長半導體激光器，31、375nm-70mff的單波長半導體激光器，32、780nm_7mW的單波長半導體激光器。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
[0021]參照圖1?圖2所示，本發(fā)明所述的擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)，包括同源多路時鐘1、超連續(xù)譜光源2和多個單波長半導體激光器3，所述各個單波長半導體激光器3的頻率f I?fn通過同源多路時鐘I調(diào)節(jié)為超連續(xù)譜光源2的頻率fO的整數(shù)倍或整除倍。
[0022]所述同源多路時鐘I由時鐘11、同頻同相位模塊12以及多個延時和倍頻/差頻模塊13構(gòu)成。
[0023]所述超連續(xù)譜光源2包括依次連接的脈沖發(fā)生器21、半導體激光器22、一級光纖放大器23、二級光纖放大器24、三級光纖放大器25、PCF光子晶體光纖26。
[0024]本發(fā)明的核心在于使用單波長半導體激光器3來彌補超連續(xù)譜光源2中沒有覆蓋的波段并且補充超連續(xù)譜光源2中單點功率的不足，同源多路時鐘I讓所有單波長半導體激光器3輸出端的脈沖在時域上可調(diào)。
[0025]實施例1:
[0026]如圖1所示，本發(fā)明的一種擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)，包括同源多路時鐘1，超連續(xù)譜光源2，375nm-6mW的單波長半導體激光器
31(LDl)，此種新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)輸出光譜圖如圖4所示，對比圖3和圖4可知，本發(fā)明新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)彌補375nm處波長空白。
[0027]實施例2:
[0028]如圖1所示，本發(fā)明的一種擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)，包括同源多路時鐘1，超連續(xù)譜光源2，780nm-7mW的單波長半導體激光器
32(LDl)。此種新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)輸出光譜圖如圖5所示，對比圖3和圖5可知，本發(fā)明新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)提高了 780nm波長處的功率密度。
[0029]實施例3:
[0030]如圖1所示，本發(fā)明的一種擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)，包括同源多路時鐘1，超連續(xù)譜光源2，375nm-70mW的單波長半導體激光器31(0)1)，78011111-2501111的單波長半導體激光器32(0)2)。可通過同源多路時鐘I中的各個延時和倍頻/差頻模塊13來控制單波長半導體激光器LDl的頻率Π、單波長半導體激光器LD2的頻率f2以及相位，如圖6所示，此種新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)各輸出端輸出的脈沖為同相位，且fl = l/2f0，f2 = 2f0，可根據(jù)應(yīng)用需求調(diào)節(jié)。
[0031]本發(fā)明并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的更改和變型，而所有這些相應(yīng)的更改和變型都屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)，其特征在于:包括同源多路時鐘、超連續(xù)譜光源和多個單波長半導體激光器，所述各個單波長半導體激光器的頻率通過同源多路時鐘調(diào)節(jié)為超連續(xù)譜光源的頻率的整數(shù)倍或整除倍。2.如權(quán)利要求1所述的擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)，其特征在于:所述同源多路時鐘由時鐘、同頻同相位模塊以及多個延時和倍頻/差頻模塊構(gòu)成。3.如權(quán)利要求1所述的擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)，其特征在于:所述超連續(xù)譜光源包括依次連接的脈沖發(fā)生器、半導體激光器、一級光纖放大器、二級光纖放大器、三級光纖放大器、PCF光子晶體光纖。
【專利摘要】擁有同相位高功率單波長半導體激光的新型超連續(xù)譜光源系統(tǒng)，包括同源多路時鐘，超連續(xù)譜光源和多個單波長半導體激光器，各個單波長半導體激光器的頻率通過同源多路時鐘調(diào)節(jié)為超連續(xù)譜光源的頻率的整數(shù)倍或整除倍。本發(fā)明通過增加單波長半導體激光來彌補傳統(tǒng)超連續(xù)譜光源難以覆蓋400nm以下波長以及在400-2400nm處單波長功率密度小于10mW/nm的弱點，所加的單波長半導體激光器波長可以覆蓋375nm-2400nm，最高單波長功率密度可以到200mW/nm，使之組成的新型超連續(xù)譜光源適用于375-400nm范圍內(nèi)的光譜顯微等領(lǐng)域應(yīng)用。此外通過對單波長半導體激光器和傳統(tǒng)超連續(xù)譜光源的脈沖產(chǎn)生電路的時鐘控制，可以使單波長半導體激光與傳統(tǒng)超連續(xù)譜光源保持同相位輸出，并且相對的脈沖延時靈活可調(diào)。
【IPC分類】H01S3/067, H01S3/0941
【公開號】CN104934844
【申請?zhí)枴緾N201510381191
【發(fā)明人】楊惟佳, 陳抗抗
【申請人】武漢安揚激光技術(shù)有限責任公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年7月2日