激光器与应用技术领域。
背景技术：
387nm、525nm、625.6nm、774nm、1050nm、1548nm、3264nm七波长激光，是用于海洋探测、海洋监测、激光雷达，海水淡化检测、激光源、物化分析等应用的激光，它可作为海洋探测、海洋监测用的387nm、525nm、625.6nm、774nm、1050nm、1548nm、3264nm七波长应用光源，它还用于海洋探测光通讯等激光与光电子领域；光纤激光器作为第三代激光技术的代表，具有玻璃光纤制造成本低与光纤的可饶性、玻璃材料具有极低的体积面积比，散热快、损耗低与转换效率较高等优点，应用范围不断扩大。
技术实现要素：
一种海洋探测用387nm单中线方形谐振腔激光器，激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔，在单中线方形环形谐振光纤激光腔的四个角上，设置深刻蚀光纤直角反射镜，对角的两个深刻蚀光纤直角反射镜上设置分束线圈，由传导光纤联接两个分束圈构成中线光路，中线光路与四方形环形构成单中线方形环形谐振腔，在上边光路的中间位置设置信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔，在对角光路上设置信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔ⅱ，构成信号光λxⅰ双谐振腔的双环形腔结构，在左边光路的中间位置设置倍频光ⅰλbⅰ525nm的倍频谐振腔ⅰ，在右边光路的中间位置设置闲频光ⅱλlⅱ3264nm的光学参量振荡器1，在下边光路的右段设置倍频光ⅱλbⅱ387nm的倍频谐振腔ⅱ19，总体构成387nm、525nm、625.6nm、774nm、1050nm、1548nm、3264nm七波长光纤激光器。
技术方案：
整体光路为：387nm、525nm、625.6nm、774nm、1050nm、1548nm、3264nm
七波长激光输出的光纤激光谐振腔，它的腔型设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔，在单中线方形环形谐振光纤激光腔的四个角上，设置深刻蚀光纤直角反射镜，对角的两个深刻蚀光纤直角反射镜上设置分束线圈，由传导光纤联接两个分束圈构成中线光路，中线光路与四方形环形构成单中线方形环形谐振腔，构成环形光纤激光腔，这个七波长激光器谐振腔波长的匹配方法：
信号光λxⅰ1548nm四波混频效应的波长的匹配方法：
1/1050nm(λcⅰ)+1/774nm(λcⅱ)=1/1548nm(λxⅰ)+1/625.6nm(λlⅰ)。
闲频光ⅱλlⅱ3264nm光学参量振荡器效应的波长的匹配方法：
1/1050nm(λcⅰ)=1/1548nm(λxⅰ)+1/3264nm(λlⅱ)。
倍频光ⅰλbⅰ525nm倍频效应的波长的匹配方法：
1/1050nm(λcⅰ)+1/1050nm(λcⅰ)=1/525nm(λbⅰ).
倍频光ⅱλbⅱ387nm倍频效应的波长的匹配方法：
1/774nm(λcⅰ)+1/774nm(λcⅰ)=1/387nm(λbⅰ).
闲频光ⅱλlⅱ3264nm光学参量振荡器的信号光1548nm(λxⅰ)作为信号光λxⅰ1548nm四波混频效应信号光的种子光。
信号光λxⅰ1548nm的倍频光774nm是信号光λxⅰ1548nm四波混频效应泵浦光774nm的种子光。
上边光路为：信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔，产生四波混频信号光λxⅰ1548nm激光的输出与闲频光ⅰλlⅰ625.6nm的输出。
右边光路为：闲频光ⅱλlⅱ为3264nm波长的周期极化铌酸锂光学参量振荡器，产生光学参量振荡的信号光1548nm激光与闲频光ⅱλlⅱ为3264nm激光输出，这里，信号光1548nm激光作为四波混频激光效应的信号光的种子光。
左边光路为：倍频光ⅰλbⅰ525nm的倍频谐振腔ⅰ，是将泵浦光ⅰ1050nm倍频输出525nm激光，倍频光ⅰλbⅰ525nm的倍频谐振腔ⅰ设置为泵浦光ⅰ1050nm的70%的透过率，设计左泵浦光ⅰ1050nm仅30%参与倍频反应，余下的70%泵浦光ⅰ1050nm将进入四波混频激光谐振腔，作为泵浦光ⅰ。
右边光路为：闲频光ⅱλlⅱ为3264nm的光学参量振荡器,由右光路的泵浦光ⅰ1050nm泵浦驱动，右光路的泵浦光ⅰ1050nm来源于泵浦光ⅰλcⅰ1050nm光纤器，它通过耦合光纤圈ⅰ进入单中线方形环形谐振光纤激光腔，分左右两路传播，左右两路能量相等，左路传播为左路泵浦，右路传播为右路泵浦。
下边光路为：泵浦光ⅰ与泵浦光ⅱ接入光路与倍频光ⅱλbⅱ387nm的倍频谐振腔,泵浦光ⅰ1050nm激光经过耦合光纤圈ⅰ引入单中线方形环形谐振光纤激光腔。
底层为：激光电源、泵浦驱动与耦合器。以上全部器件安装在光学轨道及光机具上。
本发明的核心内容：
一种海洋探测用387nm单中线方形谐振腔激光器，整体光路为：387nm、
525nm、625.6nm、774nm、1050nm、1548nm、3264nm七波长激光输出的光纤激光谐振腔，激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔，在单中线方形环形谐振光纤激光腔的四个角上，设置深刻蚀光纤直角反射镜，对角的两个深刻蚀光纤直角反射镜上设置分束线圈，由传导光纤联接两个分束圈构成中线光路，中线光路与四方形环形构成单中线方形环形谐振腔，在上边光路的中间位置设置信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔，在对角光路上设置信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔ⅱ，构成信号光λxⅰ双谐振腔的双环形腔结构，泵浦光ⅰλcⅰ1050nm、泵浦光ⅱλcⅱ774nm、倍频光ⅰλbⅰ525nm、倍频光ⅱλbⅱ387nm、光学参量振荡器闲频光ⅱλlⅱ3264nm、四波混频谐振腔的闲频光ⅰλlⅰ625.6nm、四波混频谐振腔信号光λxⅰ1548nm，这个七波长激光器谐振腔波长的匹配方案：
信号光λxⅰ1548nm四波混频效应的波长的匹配方案：
泵浦光ⅰλcⅰ为1050nm，泵浦光ⅱλcⅱ为774nm，信号光λxⅰ为1548nm，闲频光ⅰλlⅰ为625.6nm，这四个波长的激光发生四波混频效应,获得信号光λxⅰ为1548nm与闲频光ⅰλlⅰ为625.6nm增益。
闲频光ⅱλlⅱ3264nm光学参量振荡器效应的波长的匹配方案：
泵浦光ⅰ为λcⅰ为1050nm、信号光λxⅰ1548nm、闲频光ⅱλlⅱ3264nm，这三个波长的激光发生参量振荡效应，获得信号光λxⅰ1548nm与闲频光ⅱλlⅱ3264nm增益。
倍频光ⅰλbⅰ525nm倍频效应的波长的匹配方案：
泵浦光ⅰλcⅰ为1050nm发生倍频效应产生倍频光ⅰλbⅰ525nm。
倍频光ⅱλbⅱ387nm倍频效应的波长的匹配方案：
泵浦光ⅱλcⅱ为774nm发生倍频效应产生倍频光ⅱλbⅱ387nm。
闲频光ⅱλlⅱ3264nm光学参量振荡器的信号光1548nm(λxⅰ)作为信号光λxⅰ1548nm四波混频效应信号光的种子光。
信号光λxⅰ1548nm的倍频光774nm是信号光λxⅰ1548nm四波混频效应泵浦光774nm的种子光。
附图说明：
附图1为本专利的结构图，附图其中为：1、闲频光ⅰλlⅰ625.6nm波长的分束输出光纤圈，2、深刻蚀光纤直角反射镜ⅰ，3、耦合器ⅰ，4、信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔，5、信号光λxⅰ1548nm的分束输出光纤圈,6、单中线方形环形谐振光纤激光腔，7、深刻蚀光纤直角反射镜ⅱ,8、耦合器ⅱ，9、387nm、525nm、625.6nm、774nm、1050nm、1548nm、3264nm七波长激光器谐振腔，10、倍频光ⅰλbⅰ525nm分束输出光纤圈，11、闲频光ⅱλlⅱ3264nm的分束输出光纤圈，12、耦合器ⅲ，13,耦合器ⅳ，14、倍频光ⅰλbⅰ525nm的倍频谐振腔ⅰ，15、耦合器ⅴ，16、闲频光ⅱλlⅱ为3264nm的光学参量振荡器，17、耦合器ⅵ，18、耦合器ⅶ，19、倍频光ⅱλbⅱ387nm的倍频谐振腔ⅱ，20、耦合器ⅷ，21、深刻蚀光纤直角反射镜ⅲ，22、耦合光纤圈ⅰ，23、泵浦光ⅰλcⅰ1050nm光纤器，24、泵浦耦合器ⅰ，25、泵浦光ⅰ驱动源，26、光学轨道及光机具，27、耦合光纤圈ⅱ，28、泵浦光ⅱ泵浦耦合器ⅱ，29、泵浦光ⅱ驱动源，30、泵浦光ⅱλc2774nm光纤器，31、激光电源，32、倍频光ⅱλbⅱ387nm分束输出光纤圈，33、深刻蚀光纤直角反射镜ⅳ，34、分束光纤圈ⅰ，35、耦合器ⅸ，36、1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔ⅱ，37、耦合器ⅹ，38、传导光纤，39、分束光纤圈ⅱ，40、泵浦光ⅱλcⅱ774nm输出，41、倍频光ⅱλbⅱ387nm输出，42、光学参量振荡器闲频光ⅱλlⅱ3264nm输出，43、四波混频谐振腔的闲频光ⅰλlⅰ625.6nm的输出，44、泵浦光ⅰλcⅰ1050nm输出，45、倍频光ⅰλbⅰ525nm输出，46、四波混频谐振腔信号光λxⅰ1548nm输出。
具体实施方式：
设置387nm、525nm、625.6nm、774nm、1050nm、1548nm、3264nm七波长激光器谐振腔9，谐振腔型设置为：单中线方形环形谐振光纤激光腔6，对角的两个深刻蚀光纤直角反射镜上设置分束线圈，由传导光纤联接两个分束圈构成中线光路，中线光路与四方形环形构成单中线方形环形谐振腔，在上边光路的中间位置设置信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔，在对角光路上设置信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔ⅱ36，构成信号光λxⅰ双谐振腔的双环形腔结构，在激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的四个角上设置：深刻蚀光纤直角反射镜ⅰ1、深刻蚀光纤直角反射镜ⅱ7、深刻蚀光纤直角反射镜ⅲ18与深刻蚀光纤直角反射镜ⅳ21，在激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的上边光路的中间位置设置信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔4，信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔4的左端设置耦合器ⅰ3，耦合器ⅰ3与激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的光纤连接，信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔4的右端设置耦合器ⅱ8，耦合器ⅱ8与激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的光纤连接，在激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的上边光路左段光纤上设置信号光λxⅰ1548nm的分束输出光纤圈5，在激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的上边光路右段光纤上设置闲频光ⅰλlⅰ625.6nm波长的分束输出光纤圈1，在激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的左边光路的中间位置设置倍频光ⅰλbⅰ525nm的倍频谐振腔ⅰ14，在倍频光ⅰλbⅰ525nm的倍频谐振腔ⅰ14的上端设置耦合器ⅳ13，耦合器ⅳ13与激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的光纤连接，在倍频光ⅰλbⅰ525nm的倍频谐振腔ⅰ14的下端设置耦合器ⅴ15，耦合器ⅴ15与激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的光纤连接，在激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的右边光路的中间位置设置闲频光ⅱλlⅱ为3264nm的光学参量振荡器16，在闲频光ⅱλlⅱ为3264nm的光学参量振荡器16的上端设置耦合器ⅲ12，耦合器ⅲ12与激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的光纤连接，在闲频光ⅱλlⅱ为3264nm的光学参量振荡器16的下端设置耦合器ⅵ17，耦合器ⅵ17激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的光纤连接，在激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的下边光路的左段设置耦合光纤圈ⅰ1，耦合光纤圈ⅰ1与其下边的泵浦光ⅰλcⅰ1050nm光纤器23连接，在耦合光纤圈ⅰ1与泵浦光ⅰλcⅰ1050nm光纤器23连接处引出泵浦光ⅰλcⅰ1050nm输出44，在泵浦光ⅰλcⅰ1050nm光纤器23与泵浦光ⅰ驱动源25之间设置泵浦耦合器ⅰ24，耦合连接，在激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的下边光路的右段设置倍频光ⅱλbⅱ387nm的倍频谐振腔ⅱ19；在激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的下边光路的中段设置耦合光纤圈ⅱ27，耦合光纤圈ⅱ27的下边与泵浦光ⅱλc2774nm光纤器30连接，泵浦光ⅱλc2774nm光纤器30与泵浦光ⅱ驱动源29之间设置泵浦光ⅱ泵浦耦合器ⅱ28，耦合连接，设置泵浦光ⅱλcⅱ774nm输出40，倍频光ⅱλbⅱ387nm输出41，光学参量振荡器闲频光ⅱλlⅱ3264nm输出42、四波混频谐振腔的闲频光ⅰλlⅰ625.6nm的输出43、泵浦光ⅰλcⅰ1050nm输出44、倍频光ⅰλbⅰ525nm输出45与四波混频谐振腔信号光λxⅰ1548nm输出46，上述全部光学元件都安装在光学轨道及光机具1上，总体构成387nm、525nm、625.6nm、774nm、1050nm、1548nm、3264nm七波长光纤输出激光器结构。
工作过程:
激光电源31为泵浦光ⅰ驱动源25与泵浦光ⅱ驱动源29供电，泵浦光ⅰ驱动源25通过泵浦耦合器ⅰ24泵浦驱动泵浦光ⅰλcⅰ1050nm光纤器23，泵浦光ⅰλcⅰ1050nm光纤器23生成1050nm光纤激光，它经过耦合光纤圈ⅰ22进入激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6，向左向传输的1050nm光纤激光经过深刻蚀光纤直角反射镜ⅲ21进入激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的左边光纤光路中，经耦合器ⅴ15进入倍频光ⅰλbⅰ525nm的倍频谐振腔ⅰ14，发生倍频效应，产生倍频光ⅰλbⅰ525nm激光，由倍频光ⅰλbⅰ525nm分束输出光纤圈10引出，形成倍频光ⅰλbⅰ525nm输出45；泵浦光ⅱ驱动源29通过泵浦光ⅱ泵浦耦合器ⅱ28泵浦驱动泵浦光ⅱλc2774nm光纤器30，泵浦光ⅱλc2774nm光纤器30生成774nm光纤激光，它经过耦合光纤圈ⅱ27进入激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6，774nm光纤激光经过耦合器ⅷ20进入倍频光ⅱλbⅱ387nm的倍频谐振腔ⅱ19，发生倍频效应，生成倍频光ⅱλbⅱ387nm激光，由倍频光ⅱλbⅱ387nm分束输出光纤圈32引出，形成倍频光ⅱλbⅱ387nm输出41。
进入激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的左边光纤光路中的1050nm光纤激光，除了参加倍频效应之外余下的1050nm光纤激光将直接从倍频光ⅰλbⅰ525nm的倍频谐振腔ⅰ14通过，进入深刻蚀光纤直角反射镜ⅱ7，由深刻蚀光纤直角反射镜ⅱ7将其直角反射传输到激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的上边光纤光路中，这个1050nm光纤激光经耦合器ⅱ8进入信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔4中，这个1050nm光纤激光将作为四波混频的泵浦光ⅰ1050nm。
1050nm泵浦光经耦合光纤圈ⅰ22进入激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6后，向右向传输的1050nm光纤激光通过倍频光ⅱλbⅱ387nm的倍频谐振腔ⅱ19传输到深刻蚀光纤直角反射镜ⅳ33，由深刻蚀光纤直角反射镜ⅳ33将这个1050nm光纤激光直角反射到激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的右边光纤光路中，这个1050nm光纤激光经过耦合器ⅵ17进入闲频光ⅱλlⅱ为3264nm的光学参量振荡器16中，由这个1050nm光纤激光作为泵浦光引发闲频光ⅱλlⅱ为3264nm的光学参量振荡器16发生光学参量振荡效应，生成信号光1548nm激光与闲频光ⅱλlⅱ3264nm激光，其中，闲频光ⅱλlⅱ3264nm激光经由闲频光ⅱλlⅱ3264nm的分束输出光纤圈11引出，形成闲频光ⅱλlⅱ3264nm输出42，信号光1548nm激光经深刻蚀光纤直角反射镜ⅰ2直角反射传输到耦合器ⅰ3，由耦合器ⅰ3将信号光1548nm激光耦合进入信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔4中，它作为信号光的种子光1548nm。
在进入倍频光ⅱλbⅱ387nm的倍频谐振腔ⅱ19的泵浦光ⅱλc2774nm中，除了参加倍频光ⅱλbⅱ387nm的倍频的之外，设置倍频谐振腔ⅱ19的泵浦光ⅱλc2774nm的通过率为68%，其中32%参加倍频效应，余下的68%的774nm激光将通过倍频谐振腔ⅱ19传输到深刻蚀光纤直角反射镜ⅳ33上，由深刻蚀光纤直角反射镜ⅳ33将774nm激光直角反射到激光谐振腔设置为单中线方形环形谐振光纤激光腔6的右光纤光路中，这里设置闲频光ⅱλlⅱ为3264nm的光学参量振荡器16对774nm激光高透射镜片，使这个774nm激光全部通过，这个774nm激光再经深刻蚀光纤直角反射镜ⅰ2反射传输到耦合器ⅰ3中，耦合器ⅰ3将这个774nm激光引入4、信号光λxⅰ1548nm波长周期极化铌酸锂四波混频激光谐振腔，这个774nm激光将作为四波混频的泵浦光ⅱ774nm。
从上可知，四波混频激光谐振腔4获得了泵浦光ⅰ1050nm、泵浦光ⅱ774nm，
信号光的种子光1548nm，它们发生四波混频效应，生成四波混频信号光λxⅰ1548nm激光的输出与闲频光ⅰλlⅰ625.6nm的输出。