CN108847570A - 一种用于产生调q锁模类噪声方波脉冲的装置 - Google Patents

一种用于产生调q锁模类噪声方波脉冲的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN108847570A
CN108847570A CN201810883731.3A CN201810883731A CN108847570A CN 108847570 A CN108847570 A CN 108847570A CN 201810883731 A CN201810883731 A CN 201810883731A CN 108847570 A CN108847570 A CN 108847570A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mode
output end
polarization
fiber
polarization controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810883731.3A
Other languages
English (en)
Inventor
宁秋奕
关嘉俊
凌辉炎
霍泳霖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan University
Original Assignee
Foshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan University filed Critical Foshan University
Priority to CN201810883731.3A priority Critical patent/CN108847570A/zh
Publication of CN108847570A publication Critical patent/CN108847570A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1106—Mode locking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06712—Polarising fibre; Polariser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06754—Fibre amplifiers
    • H01S3/06783—Amplifying coupler
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10061—Polarization control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1022—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
    • H01S3/1024—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping for pulse generation

Abstract

本发明公开了一种用于产生调Q锁模类噪声方波脉冲的装置，包括：泵浦光源、波分复用器、掺铒光纤、第一、第二偏振控制器、偏振相关隔离器、光纤耦合器、单模光纤，泵浦光源的输出端与波分复用器的第一输入端连接，波分复用器的输出端通过掺铒光纤与第一偏振控制器的输入端连接，第一偏振控制器的输出端通过偏振相关隔离器与光纤耦合器的输入端连接，光纤耦合器的第一输出端通过单模光纤与第二偏振控制器的输入端连接，第二偏振控制器的输出端与波分复用器的第二输入端连接。利用非线性偏振旋转效应和长单模光纤的高非线性效应共同作用产生调Q锁模类噪声方波脉冲。本装置可应用于超连续谱产生、微结构加工和医学治疗等领域。

Description

一种用于产生调Q锁模类噪声方波脉冲的装置
技术领域
本发明创造涉及光学技术领域，特别涉及一种激光发射装置。
背景技术
被动锁模光纤激光器由于其光束质量好、体积小、结构简单、成本低等优点，在光通信、光纤传感、材料加工和生物医疗等领域有着重要的应用价值。一般而言，在被动锁模光纤激光器中能获得具有高斯或双曲正割形状的传统锁模超短脉冲，但通过合理调节激光腔结构和参数，譬如色散、损耗、增益和非线性，还能获得类噪声脉冲。类噪声脉冲是被动锁模光纤激光器中一种特殊的锁模状态，其典型特征主要表现为：1)在时域上是一个宽的波包，波包内部是由许多强度和宽度随机演化的皮秒、飞秒脉冲构成的精细结构，因此在示波器测量类噪声脉冲形态的时候，由于示波器的带宽限制只能看到单个方波脉冲，而在用自相关对类噪声脉冲脉宽测量的时候，会看到一个很宽的底座，中间有一个相干的尖峰；2)光谱较光滑，没有Kelly边带和陡峭的边沿，其宽度较宽，甚至超过增益光纤的增益带宽；3)具有低时域相干性。基于以上特点，类噪声脉冲在超连续谱产生、低光学相干断层扫描和低相干光谱干涉仪等领域具有重要应用。
另一方面，激光器按照时间特性可以分为连续波运转(CW)、调Q运转(Q-switching)、连续波锁模(CW mode-locking)和调Q锁模(Q-switch mode-locking)四种运转态如图1所示。其中，调Q锁模同时具有调Q和锁模两种运转态的特性。调Q锁模运转下，调Q巨脉冲的周期一般为μs量级，重复频率接近弛豫振荡频率，而调Q巨脉冲的内部是一个个脉宽为皮秒量级的短脉冲。由于调Q锁模可产生高峰值功率的短脉冲输出，因此在非线性频率转换、微结构加工、医学治疗等方面具有广泛的应用。
调Q锁模脉冲可以在激光腔中采用分离的调Q器件和锁模器件来获得，但也可以通过一个器件或者具有调Q锁模功能的系统(例如非线性偏振旋转腔，非线放大环形腔和非线性光学环形腔)来获得。然而，目前产生调Q锁模脉冲的装置大部分只能实现调Q包络里面为传统超短脉冲，不能实现调Q锁模类噪声脉冲的输出。
发明内容
本发明的目的是：采用全光纤化器件搭建全光纤激光器，利用非线性偏振旋转技术和长单模光纤的高非线性效应共同作用实现调Q锁模类噪声方波脉冲输出，以解决现有技术不能输出调Q锁模类噪声脉冲的技术问题。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种用于产生调Q锁模类噪声方波脉冲的装置，包括：泵浦光源、波分复用器、掺铒光纤、第一偏振控制器、偏振相关隔离器、光纤耦合器、单模光纤、第二偏振控制器，泵浦光源的输出端与波分复用器的第一输入端连接，波分复用器的输出端通过所述掺铒光纤与第一偏振控制器的输入端连接，第一偏振控制器的输出端通过偏振相关隔离器与光纤耦合器的输入端连接，光纤耦合器的第一输出端通过单模光纤与第二偏振控制器的输入端连接，第二偏振控制器的输出端与波分复用器的第二输入端连接，光纤耦合器的第二输出端用于输出调Q锁模类噪声方波脉冲的光波。
进一步，所述掺铒光纤的长度值为4m，所述掺铒光纤的工作波长范围为1565nm-1625nm，所述单模光纤的长度为250m。
进一步，所述光纤耦合器的第二输出端与第一输出端的光功率输出比为10：90。
本发明的有益效果是：本发明利用250m的长单模光纤产生高非线性效应辅助非线性偏振旋转技术实现调Q锁模类噪声方波脉冲输出；腔内基于偏振相关隔离器和光纤双折射效应产生非线性偏振旋转效应实现调Q锁模状态，250m单模光纤在腔内辅助产生类噪声锁模方波；使用4m掺铒光纤，提高腔内增益，增强腔内高非线性效应；使用10％的能量输出耦合器，将脉冲大部分能量留在谐振腔内，增强非线性效应；使用全光纤化器件，便于熔接，设备简单可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是激光器的四个运转态的示意图；
图2是本发明创造装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
实施例1，参考图2，一种用于产生调Q锁模类噪声方波脉冲的装置，包括：泵浦光源1、波分复用器2、掺铒光纤3、第一偏振控制器4、偏振相关隔离器5、光纤耦合器6、单模光纤7、第二偏振控制器8，泵浦光源1的输出端与波分复用器2的第一输入端连接，波分复用器2的输出端通过所述掺铒光纤3与第一偏振控制器4的输入端连接，第一偏振控制器4的输出端通过偏振相关隔离器5与光纤耦合器6的输入端连接，光纤耦合器6的第一输出端通过单模光纤7与第二偏振控制器8的输入端连接，第二偏振控制器8的输出端与波分复用器2的第二输入端连接，光纤耦合器6的第二输出端用于输出带类噪声方波脉冲的光波。其中，作为优化，所述掺铒光纤3的长度值为4m、工作波长范围为1565nm-1625nm，所述单模光纤7的长度为250m。作为优化，所述光纤耦合器6的第二输出端与第一输出端的光功率输出比为10：90。
在本装置工作时，泵浦光源1采用一台最高功率为460mW、中心波长980nm的半导体激光器，利用长度为4m、工作波长范围为1565nm-1625nm的掺铒光纤3作为光学的增益介质，同时，一段250m的单模光纤7作为提高腔内非线性效应的介质，利用偏振相关隔离器5、掺铒光纤3和单模光纤7产生非线性偏振旋转效应实现L波段激光的输出，整个装置的锁模基频为778.21kHz。其中，偏振相关隔离器5可在激光腔内保证激光的单向运转并对激光起到偏振选择的作用。第一、第二偏振控制器4、8可用于调节激光的偏振状态。光纤耦合器6用于激光输出，光纤耦合器6第二输出端的输出功率为10％。在耦合输出后，通过光学光谱分析仪和高速示波器可对光纤耦合器6的第二输出端口输出的光波进行捕捉，得到调Q锁模状态的类噪声方波脉冲。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (3)

1.一种用于产生调Q锁模类噪声方波脉冲的装置，其特征在于，包括：泵浦光源、波分复用器、掺铒光纤、第一偏振控制器、偏振相关隔离器、光纤耦合器、单模光纤、第二偏振控制器，泵浦光源的输出端与波分复用器的第一输入端连接，波分复用器的输出端通过所述掺铒光纤与第一偏振控制器的输入端连接，第一偏振控制器的输出端通过偏振相关隔离器与光纤耦合器的输入端连接，光纤耦合器的第一输出端通过单模光纤与第二偏振控制器的输入端连接，第二偏振控制器的输出端与波分复用器的第二输入端连接，光纤耦合器的第二输出端用于输出调Q锁模类噪声方波脉冲的光波。
2.根据权利要求1所述的一种用于产生调Q锁模类噪声方波脉冲的装置，其特征在于：所述掺铒光纤的长度值为4m，所述掺铒光纤的工作波长范围为1565nm-1625nm，所述单模光纤的长度为250m。
3.根据权利要求1所述的一种用于产生调Q锁模类噪声方波脉冲的装置，其特征在于：所述光纤耦合器的第二输出端与第一输出端的光功率输出比为10：90。
CN201810883731.3A 2018-08-06 2018-08-06 一种用于产生调q锁模类噪声方波脉冲的装置 Pending CN108847570A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810883731.3A CN108847570A (zh) 2018-08-06 2018-08-06 一种用于产生调q锁模类噪声方波脉冲的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810883731.3A CN108847570A (zh) 2018-08-06 2018-08-06 一种用于产生调q锁模类噪声方波脉冲的装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108847570A true CN108847570A (zh) 2018-11-20

Family

ID=64192540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810883731.3A Pending CN108847570A (zh) 2018-08-06 2018-08-06 一种用于产生调q锁模类噪声方波脉冲的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108847570A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109361145A (zh) * 2018-12-24 2019-02-19 佛山科学技术学院 单波长可调谐调q锁模脉冲激光器
CN110212399A (zh) * 2019-06-10 2019-09-06 江苏师范大学 一种宽带类噪声激光器及宽带类噪声脉冲的产生方法
CN113097844A (zh) * 2021-04-02 2021-07-09 电子科技大学 单频调q激光器
CN114498258A (zh) * 2021-12-10 2022-05-13 东莞市莱普特科技有限公司 一种时域光学分离放大锁模激光器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102005689A (zh) * 2010-10-27 2011-04-06 中国科学院西安光学精密机械研究所 可产生高能量无波分裂矩形脉冲的全光纤结构激光系统
CN102025095A (zh) * 2009-09-16 2011-04-20 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种产生高能量脉冲的新型光纤激光系统
CN103996962A (zh) * 2014-05-30 2014-08-20 江苏师范大学 非线性偏振旋转锁模波长可调l波段飞秒掺铒光纤激光器
CN105977784A (zh) * 2016-04-11 2016-09-28 湖州新纳贝通光电技术有限公司 一种类噪声脉冲发生器
CN107039876A (zh) * 2017-06-26 2017-08-11 电子科技大学 类噪声和高频谐波锁模共存的双波长掺铥光纤激光器
CN210957263U (zh) * 2018-08-06 2020-07-07 佛山科学技术学院 一种用于产生调q锁模类噪声方波脉冲的装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102025095A (zh) * 2009-09-16 2011-04-20 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种产生高能量脉冲的新型光纤激光系统
CN102005689A (zh) * 2010-10-27 2011-04-06 中国科学院西安光学精密机械研究所 可产生高能量无波分裂矩形脉冲的全光纤结构激光系统
CN103996962A (zh) * 2014-05-30 2014-08-20 江苏师范大学 非线性偏振旋转锁模波长可调l波段飞秒掺铒光纤激光器
CN105977784A (zh) * 2016-04-11 2016-09-28 湖州新纳贝通光电技术有限公司 一种类噪声脉冲发生器
CN107039876A (zh) * 2017-06-26 2017-08-11 电子科技大学 类噪声和高频谐波锁模共存的双波长掺铥光纤激光器
CN210957263U (zh) * 2018-08-06 2020-07-07 佛山科学技术学院 一种用于产生调q锁模类噪声方波脉冲的装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUN LIU: "Generation and evolution of mode-locked noiselike square-wave pulses in a large-anomalousdispersion Er-doped ring fiber laser", 《OPTICS EXPRESS》, vol. 23, no. 5, pages 6418 - 6427 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109361145A (zh) * 2018-12-24 2019-02-19 佛山科学技术学院 单波长可调谐调q锁模脉冲激光器
CN109361145B (zh) * 2018-12-24 2023-12-01 佛山科学技术学院 单波长可调谐调q锁模脉冲激光器
CN110212399A (zh) * 2019-06-10 2019-09-06 江苏师范大学 一种宽带类噪声激光器及宽带类噪声脉冲的产生方法
CN113097844A (zh) * 2021-04-02 2021-07-09 电子科技大学 单频调q激光器
CN114498258A (zh) * 2021-12-10 2022-05-13 东莞市莱普特科技有限公司 一种时域光学分离放大锁模激光器
CN114498258B (zh) * 2021-12-10 2024-04-12 东莞市莱普特科技有限公司 一种时域光学分离放大锁模激光器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108847570A (zh) 一种用于产生调q锁模类噪声方波脉冲的装置
Luo et al. Tunable and switchable multiwavelength passively mode-locked fiber laser based on SESAM and inline birefringence comb filter
Lauterio-Cruz et al. High energy noise-like pulsing in a double-clad Er/Yb figure-of-eight fiber laser
Luo et al. Tunable and switchable dual-wavelength passively mode-locked Bi-doped all-fiber ring laser based on nonlinear polarization rotation
Yang et al. Observation of dissipative soliton resonance in a net-normal dispersion figure-of-eight fiber laser
Zhang et al. SESAM mode-locked, environmentally stable, and compact dissipative soliton fiber laser
Al-Hiti et al. Holmium oxide thin film as a saturable absorber for generating Q-switched and mode-locked erbium-doped fiber lasers
CN106410578B (zh) 2μm波段全光纤双波长宽调谐锁模激光器
CN108508676A (zh) 基于相位调制和光纤腔孤子的间隔可调光频梳及产生方法
CN103001118A (zh) 一种增益窄化控制的全光纤高功率皮秒脉冲激光放大器
Wang et al. Over 80 nJ sub-100 fs all-fiber Mamyshev oscillator
Liu et al. Operation-switchable bidirectional pulsed fiber laser incorporating carbon-nanotube-based saturable absorber
CN103151684A (zh) 一种脉冲泵浦型驻波谐振腔纳秒脉冲激光器
CN106356703B (zh) 高抗微扰的基于单偏振传输光纤的激光种子源系统
CN107910735A (zh) 基于啁啾光纤布拉格光栅多种孤子态输出的全保偏锁模光纤激光器
CN105337146B (zh) 一种高峰值功率脉冲掺铥激光器
Dong et al. Passively mode-locked cascaded Raman fiber laser in a linear cavity
CN106169690B (zh) 一种高重频锁模光纤激光器产生高重频脉冲的方法
CN105140766B (zh) 一种高阶群速度锁定矢量孤子激光器及产生方法
CN210957263U (zh) 一种用于产生调q锁模类噪声方波脉冲的装置
CN203014158U (zh) 一种增益窄化控制的全光纤高功率皮秒脉冲激光放大器
Li et al. 1 GHz repetition rate ring cavity femtosecond Yb: fiber laser
CN110380324A (zh) 一种超短脉冲光纤激光器
Zhang et al. SLD seeded all fiber cascaded nanosecond pulsed amplifier
CN110854664B (zh) 基于外部时钟同步的高速调制锁模掺钬光纤激光器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181120

RJ01 Rejection of invention patent application after publication