CN101667711A - 用于超短脉冲生成的8字形光纤激光器 - Google Patents

用于超短脉冲生成的8字形光纤激光器 Download PDF

Info

Publication number
CN101667711A
CN101667711A CN200910170712A CN200910170712A CN101667711A CN 101667711 A CN101667711 A CN 101667711A CN 200910170712 A CN200910170712 A CN 200910170712A CN 200910170712 A CN200910170712 A CN 200910170712A CN 101667711 A CN101667711 A CN 101667711A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
fiber laser
optical
loop
laser
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.)
Granted
Application number
CN200910170712A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101667711B (zh
Inventor
杰弗里·尼科尔森
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.)
Furukawa Electric North America Inc
OFS Fitel LLC
Original Assignee
Furukawa Electric North America Inc
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 Furukawa Electric North America Inc filed Critical Furukawa Electric North America Inc
Publication of CN101667711A publication Critical patent/CN101667711A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101667711B publication Critical patent/CN101667711B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H01S3/05—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
    • H01S3/06791—Fibre ring lasers
    • 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
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • 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
    • H01S3/1112—Passive 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
    • H01S3/07—Construction or shape of active medium consisting of a plurality of parts, e.g. segments
    • 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
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/1061—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using a variable absorption device
    • 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
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1608—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

一种用于超短脉冲生成的8字形光纤激光器。保偏8字形(PMFE)光纤激光器，通过在光纤激光器的双向环路中(以相位偏差的形式)有意插入不对称性来生成超短(飞秒)输出脉冲。不对称性的引入(通过不对称的离合器、接合、衰减器、光纤弯曲、多个放大段等)允许在双向环路中的累积相位差以足够产生锁模和生成超短输出脉冲。

Description

用于超短脉冲生成的8字形光纤激光器
技术领域
本发明涉及8字形锁模的光纤激光器，更具体地，涉及保偏8字形(PMFE)激光器，具有引入到双向环路的额外偏差以生成期望频谱宽度的超短(fs)脉冲。
背景技术
超短的光脉冲可以被用于包括光信息处理及数据通信、具有高的时间精度的光学探测、激光手术以及材料处理的多种应用中。特别地，具有高达2.5Gbit/s或更高的光数据通信的近年来的发展要求具有低维修率、高可靠性并且低成本的紧凑、超快的光源。
已经开发了光纤激光器作为新一代的紧凑、便宜并鲁棒的光源。本质上，光纤激光器是具有一段作为增益介质的掺杂光纤的光泵浦谐振器。当增益超过谐振器中总的光损耗时，可以产生激光振荡。可以使用许多不同的掺杂剂来获得不同波长的激光振荡。可以使用稀土离子中的原子跃迁来产生从可见波长到远红外波长(例如，0.45μm-3.5μm)的激光。由于在大约1.55μm，通常使用的石英光纤中的光损耗最小，因此，用于产生1.55μm的光脉冲的掺铒光纤激光器特别适用于光纤通信。
锁模光纤激光器可以使用例如线形、环形及8字形等各种腔配置。例如，见1991年4月16日授予Kafka等人的美国专利5,008,887以及1996年4月30日授予Tamura等人的美国专利5,513,194。然而构想将锁模光纤激光器配置为具有同时振荡的多个纵模。在谐振器中执行锁模机构，从而以任意两个相邻模式之间的相位差为恒量的方式使不同模式的多个相位同步。这些锁相模式结构性地互相累加来产生短脉冲。
两个通常的锁模方案是“主动”锁模和“被动”锁模。主动锁模以等于一个或多个模间隔的频率调制腔内光场的振幅或相位。通过使用腔内光电和声光调制器可以实现主动锁模。
可选择地，被动锁模使用谐振器内部的至少一个非线性光学器件来对光脉冲产生依赖于强度的响应，从而降低离开非线性器件的光脉冲的脉冲宽度。与主动锁模相比，可以有效地使用被动锁模来产生超短光源。通常使用的被动锁模技术包括饱和吸收器、8字形激光器及依赖于强度的非线性偏振旋转。在8字形激光器的情况下，提供依赖于强度的响应的非线性器件采取非线性光环路镜的形式。
锁模光纤激光器一般需要“正常的”(即，负的)和“反常的”(即，正的)色散光纤的平衡以获得超短脉冲。转让给本申请的受让人并且结合于此作为参考的美国专利申请序列号No.11/985442公开了第一已知PMFE激光器，其利用色散管理以产生超短脉冲。通过该PMFE布置利用外部调制信号源(相位或振幅)以触发产生激光的处理。一旦激励了外部信号源，就可以移除该外部信号源并且该PMFE激光器将被锁模和持续操作。
尽管受让人的该PMFE已经成功地克服了现有技术的许多问题，但是在该布置中仅使用保偏光纤消除了对偏振控制元件的需要，偏振控制元件不仅用于控制偏振状态，而且引入了产生超短光脉冲所必须的光学偏差。结果，不能调整双向环路的偏差使得很难可靠地并可重现地构造PMFE激光器。由此，仍然需要一种PMFE光纤激光器，其能够保持保偏布置的益处，还能够产生许多应用所需的超短脉冲。
发明内容
本发明处理现有技术中的局限性，本发明涉及PMFE光纤激光器，更具体地，涉及将额外的光学偏差合并到双向环路中以在相反传播的信号之间产生必要的偏移以产生大约100飞秒级的超短输出脉冲的PMFE光纤激光器。
根据本发明，修改PMFE光纤激光器以将额外的可变损耗元件并入到双向环路中以产生足以产生超短光脉冲的光学偏差条件。该PMFE激光器中的双向环路提供超快饱和的吸收，该超快饱和的吸收通过提供依赖于强度的传输来导致被动锁模。通过在该环路中并入偏差，在环路中的相反传播场之间将累积足以产生期望的超短输出脉冲的相位差。
在一个实施例中，在激光器中的两个环路之间以不对称的分配器的形式引入偏差。也可以在双向环路中插入额外的损耗器件(其是可调整的，例如可变光学衰减器(VOA)或类似的衰减器件)作为偏差元件。在操作中，可以在制造过程中调整衰减的程度直到获得最优锁模。在可选的实施例中，可以将PMFE激光器的传统的输入/输出耦合器移动到双向环路中，并且由此向该布置中加入期望的偏差。在双向环路中并入不同的接合和/或弯曲损耗足以允许超短脉冲生成。
可以使用其它布置来在双向环路中引入偏差，包括但不局限于对双向光纤的物理/机械改变(张力、应力、温度等)。
实际上，参考附图，在下面描述的过程中，本发明的其它及进一步的方面和特点将变得显而易见。
附图说明
现在参考附图，
图1说明现有技术的8字形光纤激光器，使用外部/机械偏振控制器以保持传播信号的偏振并且引入产生超短输出脉冲所需的偏差；
图2说明现有技术的PMFE光纤激光器，其消除了对于外部偏振控制器件的需要，但是在产生超短光学脉冲中受到限制；
图3示出了根据本发明而形成的示例PMFE光纤激光器，以通过在激光器的双向环路中有意包括损耗器件来生成超短光学脉冲；
图4说明本发明的一个特定实施例，利用不对称功率分配器作为光学损耗器件；
图5是根据本发明的图4的实施例的PMFE光纤激光器的锁模频谱的图；
图6是来自图4的实施例的输出脉冲的自相关函数的图；
图7是本发明的另一个实施例，在双向环路中利用可变光学衰减器来生成超短脉冲；
图8示出本发明的又一个实施例，使用输出耦合器来在环路配置中产生不对称；以及
图9说明本发明的实施例，其中使用第二光纤放大器来在双向环路中产生期望的偏差情况。
具体实施方式
在描述本发明的PMFE光纤激光器的配置和操作之前，将描述能够产生超短脉冲的基本的8字形现有技术光纤激光器和我们之前的PMFE布置。参考图1，现有技术8字形光纤激光器1包括单模光纤的第一光纤环路2，形成以包括一段掺杂(正常色散)光纤3来提供放大。通常，基于所希望的激光器的中心工作波长来选择掺杂光纤段3的长度。铒是该类型光纤激光器的传统的稀土材料选择之一。通过50∶50定向耦合器5将单模光纤的第一环路2耦合到第二环路4。在腔中使用的单模光纤(SMF)通常在通信系统使用的期望的1550nm工作波长呈现反常(正的)色散。由此，环路2和4与耦合器5的组合形成了“8字形”结构。经由耦合器7(在一种情况下，耦合器7可以包括波分复用元件)将泵浦光源6耦合到第一环路2以提供用于该结构的光输入。
此后，在第一环路2的段3内放大的光将继续环绕环路2传播，每次呈现增益的增加，在每个通过中具有大约一半的信号功率被耦合到环路4的。环路4中的隔离器8将防止在第二环路4中建立任何反向传播的信号。输出定向耦合器9也被包括在第二环路4中并被用于耦合输出一部分的锁模激光器输出信号。根据在腔中光纤的增益和其它元件的损耗，该部分可以从百分之几到超过50％，以允许8字形结构保持被动锁模并继续提供输出信号。一对机械偏振控制器10和11被布置在第一环路2和第二环路4内，并且用于保持传播信号的一致的偏振状态。如上所述，偏振控制器10和11已经在过去被用于以允许生成超短脉冲(以100飞秒的级别)的形式来调谐环路偏差。
图2说明如在上面参考的共同受让的申请中公开的示例PMFE光纤激光器20。在该布置中，已经通过利用保偏光纤形成环路而消除了对机械偏振控制器的需要。另外，已经确定，为使被动锁模光纤适当地工作，需要对调制(振幅或相位)的初始的“提升”(“boost”)以使该布置进入被动锁模状态。在图2的布置中具体地示出PMFE的全部这些方面。
参考该附图，被动锁模8字形光纤激光器20包括由保偏单模光纤(polarization maintaining，single mode fiber，PM-SMF)构成的第一环路22，该保偏单模光纤呈现单模光纤的反常色散特性。一段铒掺杂(Er-掺杂)的保偏光纤24被耦合到PM-SMF以使第一环路22的几何结构完整。铒掺杂的保偏光纤24呈现正常色散。使用第一输入耦合器26(也是保偏的)将来自泵浦源28的泵浦光信号注入到铒掺杂光纤24中。泵浦源28的波长(在此情况下示为980nm)被选择来使用Er掺杂剂提供放大。
激光器20还包括第二环路36，第二环路36也由保偏的单模光纤(也是“反常的”、正的色散光纤)构成。使用保偏50∶50光分配器38来将第一环路22耦合到第二环路36，由此引导两个环路之间的传播信号。在第二环路36内包括保偏的轴向的(in-line)光隔离器40来防止信号反向传播通过该系统。设置保偏50∶50输出耦合器42来耦合输出来自光纤激光器20的锁模脉冲信号。保偏调制器44沿着第二环路36布置，并且由外部驱动源46驱动。外部信号的引入足以干扰激光器20的稳态情况并且启动模式锁定。当已经保持模式锁定时，驱动器46与系统断开，并且通过非线性放电环路镜22中的Kerr非线性效应来继续被动锁模操作。
然而，已经发现了当激光器结构全部由保偏元件形成时，例如图2的激光器20，就已经消除了能够调谐环路偏差的灵活性。基于这个原因，由于第一环路22中的固定偏差限制了激光器的工作范围，所以很难可靠地构建在腔布局的大范围上锁模的“完全的”PMFE激光器。
实际上，已经发现了建造具有相同配置的两个完全的PMFE激光器可以产生具有非常不同级别的性能的激光器。在极端的情况下，一个激光器将锁模并且产生超短脉冲，而第二个激光器将仅在连续波(CW)模式中工作。操作中的差异是由于与用于形成激光器的各种元件相关联的光损耗中的可变性，以及与将光纤的一部分和另一部分连接相关联的接合损耗。为了可靠地以及可重复地构建对给定腔配置锁模的PMFE激光器，已经确定了必须重新引入在调谐双向环路的偏差中的额外的灵活性，或者将限制输出的频谱宽度(FWHM值)和脉冲宽度。
图3说明根据本发明形成的PMFE光纤激光器50，以通过将“光学偏差”引入到光纤激光器的双向环路中而生成期望的超短脉冲。如上与图2相关的描述的布置中，形成激光器50的所有元件是“保偏的”。为了简单的目的，没有示出外部调制源元件，但是应该理解到这样的布置在启动本发明的PMFE光纤激光器的被动锁模是有用的。由此，应该理解到如图3所示的本发明的实施例可以被修改以包括相位/振幅调制器以及RF驱动源，类似于现有技术图2的元件44和46。
参考图3，PMFE光纤激光器50被示出为包括由具有反常(正的)色散的保偏光纤构成的第一双向光纤环路52，该第一双向光纤环路52通过光分配器/耦合器56耦合至第二单向光纤环路54(也是由具有反常色散的保偏光纤构成)。在一个实施例中，单模光纤可以用于环路54和56的形成。可选地，也可以使用多模光纤。在特定实施例中，使用现有的50/50分配器56。双向光纤环路52被示出为还包括一段保偏铒掺杂的光纤58。使用铒掺杂的光纤48来产生环路光纤信号的放大。使用泵浦源60来将光学泵浦信号引入到掺杂的光纤58(在980nm的波长工作，例如，当与一段铒掺杂光纤一起用于段58)，其中可以使用WDM器件62来将泵浦源60耦合至掺杂的光纤58。尽管这个特定的实施例包括基于光纤的放大器，应该理解到在绝大多数通常情况下，本发明的PMFE激光器可以利用在激光器结构内的任何适合类型的光学放大增益介质。例如，可以使用半导体光学放大器来代替铒掺杂的光纤58。其他类型的增益结构也开始可能的，并且全部落入本发明的范围内。
根据本发明，通过将光损耗器件70并入双向环路52中来提供在PMFE激光器50中调谐光学偏差的能力。在双向环路中的有意的额外损耗在反向传播的信号之间产生了相位差。结果，反向传播场将呈现不同的功率，并且由此建立不同的相位。这样的依赖于强度的响应的产生——其中低功率(CW)光被反射并且高功率(脉冲)光被传输——产生了根据本发明用于生成超短脉冲的必要条件。
损耗器件70可以采用适于产生从依赖于强度的响应产生超短脉冲所需的相位差的期望的建立的任意形式的元件。在一种情况下，如图4所示，器件70可以包括在双向环路52和单向环路54之间布置的非对称分配器70-1。在图4中由X/Y指示的环路52和54之间的选定的功率分配比率被看作是设计选项。通过将非对称性引入到在每个环路中传播的信号的功率，非对称性可以在计数器传播场中累积以产生相位上的期望偏差。该相位上的偏差将在效果上“削尖”输出脉冲以允许产生超短的飞秒输出脉冲。
使用图4的特定布置，可以获得在构建PMFE激光器中显著的可靠性。如图5所示，可以获得44nm FWHM的频谱宽度，图5说明了图4的FPME激光器的锁模频谱。图6是来自图4的布置的输出脉冲的自相关的图，这证明了157^的脉冲。实际上，已经在类似于图4所示的布置中观察到了110fs那么短的脉冲宽度。事实上，如果不根据本发明加入有意的损耗偏差，不能保证图4所示的特定配置能够锁模。
图7说明可用于本发明的另一个示例损耗器件70。在这个例子中，可变光学衰减器70-2被布置在双向环路52中。在该特定实施例中已经将放大元件(掺杂的光纤段58、泵浦源60以及WDM 62)移入单向环路54中；通常，在任意环路中可以发生放大(或者如在下面接合图9所述，在两个环路中可以发生放大)。因为可以在闭合系统的任一点上产生期望的增益，所以放大元件至环路54的运动可以沿着和围绕双向环路52提供额外的空间，以根据器件70-2的尺寸插入VOA 70-2。可以使用各种和公知类型的衰减器，例如引入光纤弯曲损耗、损耗的接合等。可以使用任何适合的器件来引入依赖于强度的超短脉冲生成所需的相位差。
关于“可变”器件的使用，在制造时执行引入的衰减量的调整，直到获得期望的锁模行为。由此，在每个激光器的基础上执行该调整，并且允许补偿与制造相关联的偏差(如上所述，特别是关于接合损耗)，使得可以以可靠和可重现的形式产生PMFE激光器。
图8示出另一个示例损耗器件70，这种情况是在双向环路52中(而不是传统的沿着单向环路54布置)布置输出耦合器70-3的形式。与耦合器70-3相关联的损耗可以被配置为足以在相位上产生期望的累积，以导致超短光学输出脉冲。放大器件58、60和62再次被显示为沿着单向环路54布置，仅作为设计选项。
也可以考虑在本发明的PFME激光器中使用多于一个“损耗器件”。图9示出了示例PFME激光器，其利用在单向环路54和双向环路52之间的非对称分配器70A以及沿着单向环路54布置的第二放大布置70B。在该实施例中，如上所述在双向环路52中布置放大器件58、60和62。参考图9，第二放大布置70B被示出为包括一段铒掺杂的光纤58B，该段铒掺杂的光纤58B从泵浦源60B(在980nm工作)接收泵浦输入信号。例如波分复用(WDM)62B的耦合器提供泵浦信号到掺杂的光纤段58B的引入。
在本实施例中通过改变两个放大器之间的增益的比率(这可以通过调整它们相关的泵浦功率来获得)，可以改变引入到双向环路中的偏差，同时保持期望的脉冲能量。
本领域技术人员将清楚，不脱离本发明的宗义或范围，对于本发明可以进行各种变形和变换。因此，本发明涵盖上述实施例的各种变形和变换，所有这些都被认为落入如下面定义的权利要求所限定的本发明的宗义和范围内。

Claims (9)

1.一种锁模保偏8字形光纤激光器，用于生成超短光输出脉冲，所述激光器包括：
双向环路，包括保偏光纤；
单向环路，包括保偏光纤；
第一段保偏放大介质，沿着所述双向环路和所述单向环路的任一个插入所述第一段保偏放大介质，所述第一段保偏放大介质响应于输入的光泵浦信号以产生放大的传播光信号；
保偏定向耦合器，布置在保偏光纤的所述双向环路和所述单向环路之间并且耦合至所述双向环路和所述单向环路，所述传播光信号的保偏状态提供了所述传播光信号的稳定和恒定的锁模状态；以及
光损耗器件，沿着所述双向环路布置所述光损耗器件以在传播信号之间产生足以生成超短光输出脉冲的相位差的累积。
2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其中，所述保偏放大介质包括保偏光纤放大器。
3.根据权利要求2所述的光纤激光器，其中，所述保偏光纤放大器包括铒掺杂的光纤放大器。
4.根据权利要求1所述的光纤激光器，其中，所述保偏放大介质包括半导体光学放大器。
5.根据权利要求1所述的光纤激光器，其中，所述激光器还包括：
外部干扰源，用于将干扰引入所述传播光信号并且启动锁模。
6.根据权利要求5所述的光纤激光器，其中，所述外部干扰源包括：
保偏调制器件，用于将调制干扰引入到所述传播光信号；以及
外部驱动器，耦合到所述调制器件，用于向所述调制器件提供输入调制信号。
7.根据权利要求1所述的光纤激光器，其中，所述光损耗器件包括布置在所述双向环路和所述单向环路之间的不对称的定向耦合器。
8.根据权利要求1所述的光纤激光器，其中，所述光损耗器件包括沿着所述双向环路插入的光学衰减器以提供足够量的衰减来产生锁模条件。
9.根据权利要求1所述的光纤激光器，其中，所述光损耗器件包括沿着所述光纤激光器布置的第二段保偏放大介质，其中调整第一段和第二段保偏放大介质的增益以产生足以产生锁模和生成超短光输出脉冲的相位差。
CN2009101707127A 2008-09-05 2009-09-03 用于超短脉冲生成的8字形光纤激光器 Active CN101667711B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/231,803 2008-09-05
US12/231,803 US7940816B2 (en) 2008-09-05 2008-09-05 Figure eight fiber laser for ultrashort pulse generation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101667711A true CN101667711A (zh) 2010-03-10
CN101667711B CN101667711B (zh) 2013-05-22

Family

ID=41152104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101707127A Active CN101667711B (zh) 2008-09-05 2009-09-03 用于超短脉冲生成的8字形光纤激光器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7940816B2 (zh)
EP (1) EP2161797B1 (zh)
JP (1) JP5489208B2 (zh)
CN (1) CN101667711B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103346462A (zh) * 2013-06-24 2013-10-09 天津理工大学 一种基于非线性光纤放大镜的被动锁模光纤激光器
CN107845946A (zh) * 2017-11-20 2018-03-27 北京工业大学 一种级联泵浦的基于非线性光学环形镜的全光纤线偏振锁模激光器
CN107863673A (zh) * 2017-11-21 2018-03-30 北京工业大学 一种基于非线性光学环形镜的全保偏光纤脉冲激光器
CN109904715A (zh) * 2019-04-24 2019-06-18 华南师范大学 一种低重频的1064nm自锁模保偏掺镱光纤激光器
CN112927516A (zh) * 2019-12-06 2021-06-08 中兴通讯股份有限公司 一种路面车辆监测方法、电子设备及存储介质
CN113964638A (zh) * 2021-09-30 2022-01-21 华东师范大学重庆研究院 一种高精度的超快激光脉冲重频锁定装置及技术

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9306363B1 (en) * 2010-10-05 2016-04-05 Stc.Unm Active bidirectional mode-locked lasers and applications to accurate measurements in navigation systems
CN102263368A (zh) * 2011-06-28 2011-11-30 北京交通大学 一种多光纤被动相位锁定激光器
EP2637265B1 (en) * 2012-03-05 2018-08-29 Menlo Systems GmbH Laser with non-linear optical loop mirror
TWI469462B (zh) 2012-11-30 2015-01-11 Ind Tech Res Inst 時間差調制旁波段增益短脈衝雷射輸出裝置
EP2846421A1 (en) 2013-09-06 2015-03-11 Menlo Systems GmbH Laser with non-linear optical loop mirror
US9557625B2 (en) 2014-05-20 2017-01-31 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce Fiber frequency comb article
EP3202000A4 (en) * 2014-09-30 2018-05-16 IPG Photonics Corporation Giant-chirp all-normal-dispersion sub-nanosecond fiber oscillator
DE102015200366A1 (de) 2015-01-13 2016-07-14 Deutsches Elektronen-Synchrotron Desy Ultrakurzpulsfaserlaser
WO2016190913A2 (en) * 2015-01-23 2016-12-01 The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona All-fiber bidirectional synchronously pumped ultrafast ring oscillator for precision sensing
US10591667B2 (en) 2017-05-19 2020-03-17 Ofs Fitel, Llc Optical fiber with specialized figure-of-merit and applications therefor
US10367328B2 (en) 2017-07-06 2019-07-30 Industrial Technology Research Institute Pulse laser device
JP7181613B2 (ja) * 2017-10-13 2022-12-02 国立大学法人電気通信大学 デュアル光周波数コム生成光学系、レーザー装置、計測装置
US10424895B2 (en) 2017-12-13 2019-09-24 Industrial Technology Research Institute Mode-locked fiber laser device
US10490968B1 (en) * 2018-05-18 2019-11-26 Ofs Fitel, Llc Self-starting, passively modelocked figure eight fiber laser
CN109217085B (zh) * 2018-09-06 2020-09-01 上海理工大学 一种被动全光同步的全保偏超快光纤激光系统
WO2021246531A1 (ja) 2020-06-05 2021-12-09 国立大学法人埼玉大学 ２つの異なる波長を選択的に用いるモード同期方法、および、当該方法を用いたレーザー装置
EP4165738B1 (en) * 2020-08-25 2024-09-18 MPB Communications Inc. Figure eight laser
CN112271540A (zh) * 2020-11-02 2021-01-26 中国科学院微电子研究所 一种低重频掺铒飞秒光纤激光器
CN112448256B (zh) * 2020-12-01 2021-09-07 杭州电子科技大学 一种同时实现锁模与可切换单双波长的光纤激光器
DE102020216433A1 (de) 2020-12-21 2022-06-23 Trumpf Laser Gmbh Passiv modengekoppelter Faseroszillator und Lasereinrichtung mit einem solchen Faseroszillator
DE102020216434A1 (de) 2020-12-21 2022-06-23 Trumpf Laser Gmbh Passiv modengekoppelter Faseroszillator und Lasereinrichtung mit einem solchen Faseroszillator
CN113258421B (zh) * 2021-05-06 2022-03-18 太原理工大学 基于混沌光注入提高混沌光纤激光器稳定性的装置和方法
CN113938201B (zh) * 2021-09-18 2023-02-10 华中科技大学 一种光纤网络
CN114268007A (zh) * 2021-12-22 2022-04-01 中国地质大学（武汉） 一种用于产生双光梳的双向锁模光纤激光器

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4720160A (en) * 1981-12-16 1988-01-19 Polaroid Corporation Optical resonant cavity filters
US5008887A (en) 1989-04-19 1991-04-16 Kafka James D Mode-locked fiber laser
US5050183A (en) 1990-11-05 1991-09-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Figure eight shaped coherent optical pulse source
WO1992016037A1 (en) * 1991-03-01 1992-09-17 Australian And Overseas Telecommunications Corporation Limited Modelocked lasers
JP2683307B2 (ja) * 1991-08-30 1997-11-26 日本電信電話株式会社 光ファイバリングレ―ザ
JP2563697B2 (ja) * 1991-08-30 1996-12-11 日本電信電話株式会社 ファイバレーザ装置
JP2678176B2 (ja) * 1991-10-11 1997-11-17 日本電信電話株式会社 光ファイバレーザ装置
US5365531A (en) * 1992-11-24 1994-11-15 Hewlett-Packard Company Apparatus and method for initializing an optical-fiber laser for mode locking
US5359612A (en) * 1993-09-29 1994-10-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy High repetition rate, mode locked, figure eight laser with extracavity feedback
US5689519A (en) 1993-12-20 1997-11-18 Imra America, Inc. Environmentally stable passively modelocked fiber laser pulse source
US5488475A (en) * 1994-03-31 1996-01-30 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Active fiber cavity strain sensor with temperature independence
US5513194A (en) 1994-06-30 1996-04-30 Massachusetts Institute Of Technology Stretched-pulse fiber laser
US5450427A (en) * 1994-10-21 1995-09-12 Imra America, Inc. Technique for the generation of optical pulses in modelocked lasers by dispersive control of the oscillation pulse width
US5537671A (en) * 1995-02-10 1996-07-16 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Technique of reducing the Kerr effect and extending the dynamic range in a brillouin fiber optic gyroscope
JPH0992914A (ja) * 1995-09-22 1997-04-04 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバリングレーザ
KR0160582B1 (ko) 1995-12-07 1999-02-01 양승택 광섬유 레이저
US6163630A (en) 1996-02-15 2000-12-19 Corning Incorporated Method and apparatus for producing twisted solitons
KR100205052B1 (ko) 1996-07-12 1999-06-15 정선종 파장 가변형 모드록킹 광섬유 레이저
JP3932207B2 (ja) 1997-03-14 2007-06-20 デマリア エレクトロオプティックス システムズ アイエヌシー 無線周波数励起導波レーザ
US6097741A (en) 1998-02-17 2000-08-01 Calmar Optcom, Inc. Passively mode-locked fiber lasers
US6181990B1 (en) 1998-07-30 2001-01-30 Teledyne Technologies, Inc. Aircraft flight data acquisition and transmission system
US6198860B1 (en) 1998-09-22 2001-03-06 Massachusetts Institute Of Technology Optical waveguide crossings
KR100280822B1 (ko) 1998-12-03 2001-03-02 정선종 광섬유 모드 록킹 레이저
KR100313431B1 (ko) 1999-08-13 2001-11-07 오길록 하나의 펌프광원을 사용한 모드록킹 광섬유 레이저와 광 증폭기
US6959021B2 (en) 2001-02-07 2005-10-25 Ocg Technology Licensing, Llc Raman fiber laser
GB2395353B (en) 2002-02-18 2004-10-13 Univ Southampton Pulsed light sources
US6970630B2 (en) 2002-05-23 2005-11-29 Rutgers, The State University Of New Jersey Fiber optic cable and process for manufacturing
US7372880B2 (en) 2002-12-20 2008-05-13 Alnair Labs Corporation Optical pulse lasers
US20060245456A1 (en) * 2005-04-28 2006-11-02 Precision Photonics Corporation Systems and methods for generating high repetition rate ultra-short optical pulses
US7308171B2 (en) 2005-11-16 2007-12-11 Raydiance, Inc. Method and apparatus for optical isolation in high power fiber-optic systems
US20070140634A1 (en) 2005-12-16 2007-06-21 Robert Scott Windeler Gain-producing, large-mode-area, multimode, hybrid optical fibers and devices using same
US7817684B2 (en) * 2006-11-16 2010-10-19 Ofs Fitel Llc Passively modelocked figure eight fiber laser

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103346462A (zh) * 2013-06-24 2013-10-09 天津理工大学 一种基于非线性光纤放大镜的被动锁模光纤激光器
CN107845946A (zh) * 2017-11-20 2018-03-27 北京工业大学 一种级联泵浦的基于非线性光学环形镜的全光纤线偏振锁模激光器
CN107863673A (zh) * 2017-11-21 2018-03-30 北京工业大学 一种基于非线性光学环形镜的全保偏光纤脉冲激光器
CN109904715A (zh) * 2019-04-24 2019-06-18 华南师范大学 一种低重频的1064nm自锁模保偏掺镱光纤激光器
CN112927516A (zh) * 2019-12-06 2021-06-08 中兴通讯股份有限公司 一种路面车辆监测方法、电子设备及存储介质
CN113964638A (zh) * 2021-09-30 2022-01-21 华东师范大学重庆研究院 一种高精度的超快激光脉冲重频锁定装置及技术

Also Published As

Publication number Publication date
JP5489208B2 (ja) 2014-05-14
US7940816B2 (en) 2011-05-10
JP2010062568A (ja) 2010-03-18
CN101667711B (zh) 2013-05-22
US20100061407A1 (en) 2010-03-11
EP2161797A3 (en) 2012-02-08
EP2161797B1 (en) 2020-05-06
EP2161797A2 (en) 2010-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101667711B (zh) 用于超短脉冲生成的8字形光纤激光器
CN101606284B (zh) 被动锁模8字形光纤激光器
US6072811A (en) Integrated passively modelocked fiber lasers and method for constructing the same
Archambault et al. Fiber gratings in lasers and amplifiers
US7436862B2 (en) Self-similar laser oscillator
US7782910B2 (en) Single-polarization high power fiber lasers and amplifiers
US20100296527A1 (en) Passively modelocked fiber laser using carbon nanotubes
US7340135B2 (en) Light source apparatus
CN102449936A (zh) 用于在高功率级联拉曼光纤激光器中抑制反向激光发射的系统和技术
CN107230927A (zh) 基于SMF‑SIMF‑GIMF‑SMF光纤结构的2μm锁模光纤激光器
EP3573199B1 (en) Self-starting, passively modelocked figure eight fiber laser
US8982452B2 (en) All-in-one raman fiber laser
EP1855155A1 (en) Light source device
Hsu et al. Efficient and tunable Er/Yb fiber grating lasers
US6788713B1 (en) Reduction of pulsations in DFB lasers
EP4089859A1 (en) Intrinsically polarized high energy mode-locked laser oscillator operating at two-micrometer wavelength
Sohn et al. Multiwavelength all-fiber ring laser using side-polished fiber comb filter and mechanically formed long-period fiber gratings
WO2008074359A1 (en) Optical fibre laser
Calderon et al. Effect of ion pairs in fast-light bandwidth in high-concentration erbium-doped fibers
CN107706732B (zh) 基于群速度匹配光子晶体光纤的主动锁模光纤激光器
AU765547B2 (en) Reduction of pulsations in DFB lasers
KR0160583B1 (ko) 파장가변형 솔리톤 광섬유 레이저
CN114597748A (zh) 一种基于非线性偏振旋转技术的多波长可调谐光纤激光器
Laming Multicore rare-earth doped fibres; application to amplifiers, filters and lasers
CN116316014A (zh) 一种基于多模光纤的掺铥多波长锁模光纤激光器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant