CN102916329A

CN102916329A - 一种傅里叶域锁模光纤激光器

Info

Publication number: CN102916329A
Application number: CN201210445865XA
Authority: CN
Inventors: 潘洪刚; 薛玉明; 张爱玲; 任广军; 宋殿友
Original assignee: Tianjin University of Technology
Current assignee: Tianjin University of Technology
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2012-11-09
Publication date: 2013-02-06

Abstract

一种傅里叶域锁模光纤激光器，由掺铒光纤放大器、高非线性光纤、色散位移光纤、偏振控制器、色散补偿光纤、光隔离器、光耦合器和可调谐法布里-珀罗滤波器通过光纤串联连接并构成的闭合回路和信号发生器组成，可调谐法布里-珀罗滤波器有三个端口，其中e端口与信号发生器连接；光耦合器的输入端口a与光隔离器的输出端口连接，其输出端口设有b、c两个端口，b、c两个端口的输出光功率比例为20:80，其中80%的c端口接在激光器腔内并与可调谐法布里—珀罗滤波器的d端口连接，20%的b端口作为整个激光器的输出端口。本发明的优点是：该傅里叶域锁模光纤激光器结构简单，成本低，调制速率高、带宽宽，能够在常温下稳定工作。

Description

一种傅里叶域锁模光纤激光器

技术领域

本发明涉及锁模光纤激光器的制备技术，特别是一种傅里叶域锁模光纤激光器。

背景技术

锁模光纤激光器在超快光学、非线性光学、生物光学、光信息处理以及激光加工等领域具有重要的研究价值。进入90年代，人们对锁模光纤激光器的理论和实验做了大量研究，在理论上提出了崭新的设计理念，例如主动锁模、谐波锁模、有理数谐波锁模、附加（或碰撞）脉冲锁模、注入锁模、非线性光学环境锁模、非线性偏振旋转锁模、半导体可饱和吸收体锁模等一系列锁模理论。

根据锁模原理可将锁模光纤激光器分为主动锁模光纤激光器和被动锁模光纤激光器两大类。对于传统的主动锁模光纤激光器，其调制方式主要又可以分为以下两种：幅度调制和相位调制。所以一般的主动锁模光纤激光器就是在激光器谐振腔内加入幅度调制器或者相位调制器，利用电信号(通常是高频率的射频信号)对谐振腔内激光进行周期性调制，当调制信号频率和激光器谐振腔基频满足一定关系时，可以实现锁模激光输出。传统主动锁模光纤激光器两种调制技术分别针对激光器谐振腔内激光振幅、相位进行周期性调制，在实现端脉冲光源方面都获得很大的成功,而傅里叶域锁模(FDML)方式是对激光器谐振腔内激光的波长(频率)进行周期性调制。2006年，以FDML方式实现了波长高速调谐的光纤激光器并给出了在光学相干成像（OCT：Optical Coherence Tomography）中的应用实例。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种结构紧凑、调制速率高、带宽宽和制备成本低的傅里叶域锁模光纤激光器。

本发明的技术方案：

一种傅里叶域锁模光纤激光器，由掺铒光纤放大器、高非线性光纤、色散位移光纤、偏振控制器、色散补偿光纤、光隔离器、光耦合器、可调谐法布里-珀罗滤波器和信号发生器组成，其中掺铒光纤放大器、高非线性光纤、色散位移光纤、偏振控制器、色散补偿光纤、光隔离器、光耦合器和可调谐法布里-珀罗滤波器通过光纤串联连接并构成闭合回路；所述可调谐法布里-珀罗滤波器有三个端口，其中d、f两个端口在闭合回路中分别与掺铒光纤放大器和光耦合器的端口连接，e端口与信号发生器连接；所述光耦合器的输入端口a在闭合回路中与光隔离器的输出端口连接，光耦合器的输出端口设有b、c两个端口，b、c两个端口的输出光功率比例为20:80，其中80%的c端口接在激光器腔内并与可调谐法布里—珀罗滤波器的d端口连接，20%的b端口作为整个激光器的输出端口。

所述高非线性光纤的长度为10米，色散位移光纤的长度为15米，色散补偿光纤的长度为10米。

本发明的工作原理：

该傅里叶域锁模光纤激光器，利用对法布里-珀罗滤波器度强度调制实现高速调频信号输出，其通过无阈值的掺铒光纤放大器产生宽带增益谱，然后通过高非线性光纤进行频谱展宽，以增加可调谐法布里—珀罗滤波器的波长调制范围；通过色散位移光纤降低整个激光器的基频，以适应可调谐法布里—珀罗滤波器的调制范围；通过色散补偿光纤补偿激光腔内的光学器件以及光纤所产生的反常色散，以降低输出激光的线宽；通过调整偏振控制器以改变激光器的偏振态和调整信号发生器的输出频率使激光器处于谐振状态；光隔离器使激光腔内的光处于单向运转状态；光耦合器的20%的端口输出用于光的频谱监测以及时域波形的监测。

本发明的优点是：该傅里叶域锁模光纤激光器结构简单，成本低，调制速率高、带宽宽，能够在常温下稳定工作。

附图说明

附图是该傅里叶域锁模光纤激光器结构示意图。

图中：1.掺铒光纤放大器 2.高非线性光纤 3.色散位移光纤

4.偏振控制器 5.色散补偿光纤 6.光隔离器 7.光耦合器

8.可调谐法布里-珀罗滤波器 9.信号发生器

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的具体说明：

实施例：

一种傅里叶域锁模光纤激光器，如附图所示，由掺铒光纤放大器1、高非线性光纤2、色散位移光纤3、偏振控制器4、色散补偿光纤5、光隔离器6、光耦合器7、可调谐法布里-珀罗滤波器8和信号发生器9组成，其中掺铒光纤放大器1、高非线性光纤2、色散位移光纤3、偏振控制器4、色散补偿光纤5、光隔离器6、光耦合器7和可调谐法布里-珀罗滤波器8通过光纤串联连接并构成闭合回路；所述可调谐法布里-珀罗滤波器8有三个端口，其中d、f两个端口在闭合回路中分别与掺铒光纤放大器1和光耦合器7的端口连接，e端口与信号发生器9连接；所述光耦合器7的输入端口a在闭合回路中与光隔离器6的输出端口连接，光耦合器7的输出端口设有b、c两个端口，b、c两个端口的输出光功率比例为20:80，其中80%的c端口接在激光器腔内并与可调谐法布里—珀罗滤波器8的d端口连接，20%的b端口作为整个激光器的输出端口。

该实施例中，高非线性光纤的长度为10米，色散位移光纤的长度为15米，色散补偿光纤的长度为10米；掺铒光纤放大器的型号为X3200；偏振控制器中单模光纤长度为3米；光隔离器的型号为IO-H-1550；光耦合器的型号为SC-1550-20/80-0；可调谐法布里—珀罗滤波器的型号为FFP-TF2；信号发生器的型号为SPF05。

检测结果显示：该傅里叶域锁模光纤激光器调制速率为125kHz，带宽为45nm，并能够在常温下稳定工作。

Claims

1.一种傅里叶域锁模光纤激光器，其特征在于：由掺铒光纤放大器、高非线性光纤、色散位移光纤、偏振控制器、色散补偿光纤、光隔离器、光耦合器、可调谐法布里-珀罗滤波器和信号发生器组成，其中掺铒光纤放大器、高非线性光纤、色散位移光纤、偏振控制器、色散补偿光纤、光隔离器、光耦合器和可调谐法布里-珀罗滤波器通过光纤串联连接并构成闭合回路；所述可调谐法布里-珀罗滤波器有三个端口，其中d、f两个端口在闭合回路中分别与掺铒光纤放大器和光耦合器的端口连接，e端口与信号发生器连接；所述光耦合器的输入端口a在闭合回路中与光隔离器的输出端口连接，光耦合器的输出端口设有b、c两个端口，b、c两个端口的输出光功率比例为20:80，其中80%的c端口接在激光器腔内并与可调谐法布里—珀罗滤波器的d端口连接，20%的b端口作为整个激光器的输出端口。

2.根据权利要求1所述傅里叶域锁模光纤激光器，其特征在于：所述高非线性光纤的长度为10米，色散位移光纤的长度为15米，色散补偿光纤的长度为10米。