一种掺镨氟碲酸盐玻璃光纤及基于其的605nm波段激光光源装置

本发明属于特种玻璃光纤与器件，具体涉及一种掺镨氟碲酸盐玻璃光纤及基于其的605nm波段激光光源装置。

背景技术：

1、605nm波段激光光源在彩色显示、生物医疗、材料加工、显微成像和基础科学研究等领域有着广泛的应用需求。基于稀土离子掺杂光纤的激光光源具有成本低、体积小、光束质量好等特点，是实现605nm波段激光光源的有效手段。目前利用镨离子掺杂的氟化物玻璃光纤作为增益介质，已实现605nm波段ase和激光输出。但是由于氟化物玻璃转变温度偏低(252℃)、易潮解，相应激光器件在长时间运转过程中，特别是高功率运转过程中，光纤端面易损伤，限制了器件使用寿命及输出光功率的进一步提升。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种掺镨氟碲酸盐玻璃光纤及基于其的605nm波段激光光源装置，本发明采用的镨离子掺杂氟碲酸盐玻璃具有较高的玻璃转变温度和抗潮解能力，其在605nm波段发射光谱的半高全宽为27nm(619-592nm)，最大发射截面为3.92×10-21cm2；本发明利用这种光纤作为增益介质，利用工作波长为976和1400nm的激光器作为泵浦源，搭建出中心波长为605nm的ase光源和激光器。

2、本发明通过如下技术方案实现：

3、一种掺镨氟碲酸盐玻璃光纤，为全固态结构，其中，光纤的纤芯玻璃为掺镨氟碲酸盐玻璃(tby-pr)，包括如下摩尔百分比的组分：

4、

5、光纤的包层为单包层或双包层结构，均为氟碲酸盐玻璃，包括如下摩尔百分比的组分：

6、

7、进一步地，所述掺镨氟碲酸盐玻璃光纤的纤芯直径为0.5-10μm，掺镨氟碲酸盐玻璃光纤的内包层的厚度为5-62.5μm，掺镨氟碲酸盐玻璃光纤的外包层的厚度为0-20μm。

8、进一步地，所述掺镨氟碲酸盐玻璃光纤利用棒管法、挤压法或双坩埚法制备工艺制得。

9、另一方面，本发明还提供了一种基于掺镨氟碲酸盐玻璃光纤的605nm波段激光光源装置，包括两个泵浦源、两个隔离器、波分复用器/泵浦合束器、镨离子掺镨氟碲酸盐玻璃光纤及带通滤光片；所述两个泵浦源发出的激光依次经过隔离器后在波分复用器或泵浦合束器中耦合后进入同一根石英光纤，然后通过熔接或对接方式耦合进入掺镨氟碲酸盐玻璃光纤，掺镨氟碲酸盐玻璃光纤端面处理成斜面，防止回光，抑制寄生震荡；随着泵浦光功率的提升，即可实现605nm波段ase光源。

10、进一步地，所述两个泵浦源分别为工作波长为976和1400nm的激光器。

11、进一步地，所述掺镨氟碲酸盐玻璃光纤两端刻写适当反射率的光纤光栅，搭建激光谐振腔；随着泵浦光功率的提升，即可实现605nm激光输出。

12、与现有技术相比，本发明的优点如下：

13、本发明的一种掺镨氟碲酸盐玻璃光纤及基于其的605nm波段激光光源装置，利用具有宽发射光谱、大受激发射截面、高玻璃转变温度和良好抗潮解能力的掺镨氟碲酸盐玻璃光纤作为增益介质，利用976和1400nm双波长激光泵浦技术，基于受激辐射跃迁过程pr3+：1d2→3h4，实现中心波长位于605nm，光谱半高全宽为27nm(619-592nm)的宽带ase光源；进一步通过搭建基于光纤光栅的谐振腔，可实现工作波长为605nm的激光输出。

技术特征：

1.一种掺镨氟碲酸盐玻璃光纤，其特征在于，所述光纤为全固态结构，其中，光纤的纤芯玻璃为掺镨氟碲酸盐玻璃(tby-pr)，包括如下摩尔百分比的组分：

2.如权利要求1所述的一种掺镨氟碲酸盐玻璃光纤，其特征在于，所述掺镨氟碲酸盐玻璃光纤的纤芯直径为0.5-10μm，掺镨氟碲酸盐玻璃光纤的内包层的厚度为5-62.5μm，掺镨氟碲酸盐玻璃光纤的外包层的厚度为0-20μm。

3.如权利要求1所述的一种掺镨氟碲酸盐玻璃光纤，其特征在于，所述掺镨氟碲酸盐玻璃光纤利用棒管法、挤压法或双坩埚法制备工艺制得。

4.一种基于掺镨氟碲酸盐玻璃光纤的605nm波段激光光源装置，其特征在于，包括两个泵浦源、两个隔离器、波分复用器/泵浦合束器、镨离子掺镨氟碲酸盐玻璃光纤及带通滤光片；所述两个泵浦源发出的激光依次经过隔离器后在波分复用器或泵浦合束器中耦合后进入同一根石英光纤，然后通过熔接或对接方式耦合进入掺镨氟碲酸盐玻璃光纤，掺镨氟碲酸盐玻璃光纤端面处理成斜面，防止回光，抑制寄生震荡；随着泵浦光功率的提升，即可实现605nm波段ase光源。

5.如权利要求1所述的一种基于掺镨氟碲酸盐玻璃光纤的605nm波段激光光源装置，其特征在于，所述两个泵浦源分别为工作波长为976和1400nm的激光器。

6.如权利要求1所述的一种基于掺镨氟碲酸盐玻璃光纤的605nm波段激光光源装置，其特征在于，所述掺镨氟碲酸盐玻璃光纤两端刻写适当反射率的光纤光栅，搭建激光谐振腔；随着泵浦光功率的提升，即可实现605nm激光输出。

技术总结本发明公开了一种掺镨氟碲酸盐玻璃光纤及基于其的605nm波段激光光源装置，属于特种玻璃光纤与器件技术领域，所述掺镨氟碲酸盐玻璃光纤为全固态结构，其中，光纤的纤芯玻璃为掺镨氟碲酸盐玻璃(TBY‑Pr)，光纤的包层为单包层或双包层结构，均为氟碲酸盐玻璃；所述605nm波段激光光源装置采用的镨离子掺杂氟碲酸盐玻璃具有较高的玻璃转变温度和抗潮解能力，其在605nm波段发射光谱的半高全宽为27nm(619‑592nm)，最大发射截面为3.92×10<supgt;‑21</supgt;cm<supgt;2</supgt;；本发明利用这种光纤作为增益介质，利用工作波长为976和1400nm的激光器作为泵浦源，搭建出中心波长为605nm的ASE光源和激光器。技术研发人员：秦冠仕,闫金铭,贾志旭,王菲,秦伟平受保护的技术使用者：吉林大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13