CN100444479C - 全光纤环形腔主动调q激光器 - Google Patents

全光纤环形腔主动调q激光器 Download PDF

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Abstract

一种全光纤环形腔主动调Q激光器，其泵浦源、光纤波分复用器、增益光纤、声光调制器、光纤耦合输出器依次首尾相接成全光纤环形腔结构。光纤波分复用器的两输入端分别为980nm与1060nm端，光纤波分复用器的980nm端与泵浦源的输出端相接；光纤耦合输出器的95.03端与光纤波分复用器的1060nm端连接，光纤耦合输出器的4.97端为激光输出端。本发明解决了背景技术中稳定性差、重复频率不可调的技术问题。本发明结构紧凑、体积小，各个光器件连接损耗非常小，激光光束质量好，调节、维护简便。

Description

全光纤环形腔主动调Q激光器
技术领域
本发明属于激光技术领域，具体涉及一种全光纤环形腔主动调Q激光器。
背景技术
光纤调Q激光器具有能耗低、寿命长、稳定性高、光束质量好、光电转换效率高等特点，在通讯、军事、医学、和工业加工等许多领域有着广泛的用途，被认为是下一代激光器的发展方向。
目前，全光纤调Q激光器的Q开关装置大多采用光纤干涉环，或利用光纤的非线性效应实现被动自调Q，其缺点是激光脉冲输出的稳定性较差，对外部条件的要求苛刻，重复频率不可调。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全光纤环形腔主动调Q激光器，其解决了背景技术中稳定性差、重复频率不可调的技术问题。
本发明的技术解决方案是：
一种全光纤环形腔主动调Q激光器，包括泵浦源1，其特殊之处在于：所述的泵浦源1、光纤波分复用器2、增益光纤3、声光调制器5、光纤耦合输出器6依次首尾相接成全光纤环形腔结构；
所述光纤波分复用器2的两输入端分别为980nm与1060nm端，所述光纤波分复用器2的980nm端与泵浦源1的输出端相接；
所述光纤耦合输出器6的两输出端的比例为95.03∶4.97，所述光纤耦合输出器6的95.03端与光纤波分复用器2的1060nm端连接，所述光纤耦合输出器6的4.97端为激光输出端7。
上述声光调制器5以采用带有尾纤的声光调制Q开关为佳。
上述泵浦源1以采用半导体泵浦源为佳。
上述增益光纤3、声光调制器5之间可连接光纤隔离器4，所述的光纤隔离器4以采用高掺杂浓度的单模掺镱光纤隔离器为佳。
上述泵浦源1、光纤波分复用器2、光纤隔离器4、声光调制器5、光纤耦合输出器6以熔接成全光纤环形腔为佳。
本发明具有以下优点：
1.系统结构紧凑、体积小；
2.各个光器件连接损耗非常小，腔内的插入损耗低，掺杂光纤的损耗亦较低；
3.易耦合，光波模式好，易于系统合成；
4.采用半导体泵浦源，激光脉冲为单模输出，稳定性较好。光束质量好，脉冲宽度窄，重复频率可调；
5.采用高掺杂浓度的单模掺镱光纤隔离器，缩短了光纤长度，减小了腔长，使脉冲宽度变窄。
6.调节、维护简便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明调Q脉冲的时域特性图；
图3为本发明调Q脉冲的光谱图。
附图标号说明：1-泵浦源，2-光纤波分复用器，3-增益光纤，4-光纤隔离器，5-声光调制器，6-光纤耦合输出器，7-输出端。
具体实施方式
参见图1，本发明主要由半导体泵浦源1、光纤波分复用器2、增益光纤3、掺镱光纤、光纤隔离器4、带尾纤的声光调制器5、光纤耦合输出器6组成。
采用高消光比、上升时间较短的带尾纤的声光调制器5作声光调制Q开关，用外部电信号控制调Q输出，即用外围电路保证声光调制器5的正常稳定工作，以确保得到高质量的调Q脉冲。
各个光器件用光纤熔接机依次首尾熔接，构成一个全光纤环形腔结构。由于使用熔接的方式连接各个光器件，连接损耗非常小，各个节点的损耗小于0.03dB。全光纤环形腔内的损耗主要由器件的插入损耗构成，选取低损耗器件，可降低腔内的激光阈值。
光纤波分复用器2的两输入端分别为980nm与1060nm端。光纤波分复用器2的980nm端与半导体泵浦源1的输出端相接。光纤耦合输出器6的两输出端的比例为95.03∶4.97，光纤耦合输出器6的95.03端与光纤波分复用器2的1060nm端连接，光纤耦合输出器6的4.97端为激光的输出端7。
采用环形腔结构，半导体泵浦源1输出波长为980nm的激光，通过980nm/1053nm型光纤波分复用器2的980nm端耦合进入增益光纤3，增益光纤3长度为1.5m，对980nm光的吸收为208dB/m，产生的激光通过光纤隔离器4后直接耦合进入带尾纤的声光调制器5，根据设计要求控制、调制外围电路，调制后形成的调Q激光脉冲由一个波长为1053nm、耦合输出比为95.03∶4.97的光纤耦合输出器6的输出端7耦合输出，剩余的激光脉冲通过光纤波分复用器2的1053nm端返回腔内，形成振荡。
采用单模泵浦源即半导体泵浦源1，激光脉冲为单模输出，稳定性较好。
腔内加入光纤隔离器4，可保证光的单向运行。采用高掺杂浓度的单模掺镱光纤隔离器4，缩短了光纤长度，减小了腔长，使脉冲宽度变窄。
升高半导体泵浦源1的泵浦功率，超过激光器的出光阈值，通过外围电路调节、调制方波的频率和占空比，以控制带尾纤的声光调制器5的调制频率及通光时间，使得激光器的输出处于所需状态。输出调Q脉冲的重复频率在1KHz-200KHz可调，可获得的最短脉冲宽度为16.46ns，单脉冲能量为64.0nJ，峰值功率为3.88w的调Q脉冲。调Q脉冲的时域特性如图2所示，图3为调Q脉冲的光谱图，中心波长为1030nm。

Claims (5)

1.一种全光纤环形腔主动调Q激光器，包括泵浦源(1)，其特征在于：所述的泵浦源(1)、光纤波分复用器(2)、增益光纤(3)、声光调制器(5)、光纤耦合输出器(6)依次首尾相接成全光纤环形腔结构；
所述光纤波分复用器(2)的两输入端分别为980nm端与1060nm端，所述光纤波分复用器(2)的980nm端与半导体泵浦源(1)的输出端相接；
所述光纤耦合输出器(6)的两输出端的比例为95.03∶4.97，所述光纤耦合输出器(6)的95.03端与光纤波分复用器(2)的1060nm端连接，所述光纤耦合输出器(6)的4.97端为激光输出端(7)。
2.根据权利要求1所述的全光纤环形腔主动调Q激光器，其特征在于：所述的声光调制器(5)是带有尾纤的声光调制Q开关。
3.根据权利要求1或2所述的全光纤环形腔主动调Q激光器，其特征在于：所述的泵浦源(1)为半导体泵浦源。
4.根据权利要求3所述的全光纤环形腔主动调Q激光器，其特征在于：所述的增益光纤(3)、声光调制器(5)之间连接有光纤隔离器(4)，所述的光纤隔离器(4)为高掺杂浓度的单模掺镱光纤。
5.根据权利要求4所述的全光纤环形腔主动调Q激光器，其特征在于：所述的泵浦源(1)、光纤波分复用器(2)、光纤隔离器(4)、声光调制器(5)、光纤耦合输出器(6)熔接成全光纤环形腔。
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