CN205960418U - 一种被动锁模掺铒光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种被动锁模掺铒光纤激光器，包括环形腔和线性支路，环形腔包括依次连接成环形的保偏隔离分光型波分复用器、可饱和吸收体、保偏偏振合束器和保偏掺杂光纤，保偏隔离分光型波分复用器的一端口连接有与环形腔相耦合的单模半导体泵浦激光器，线性支路包括依次连接的保偏偏振合束器、非保偏色散补偿光纤和非保偏尾纤法拉第旋转镜；本实用新型采用由保偏偏振合束器、非保偏色散补偿光纤和非保偏尾纤法拉第旋转镜构成的光纤链路进行腔内色散补偿，具有环境稳定性高、锁模阈值低、结构简单紧凑等特点，可广泛应用于太赫兹产生、生物医学成像、超快光谱学等领域。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤激光器技术领域，具体涉及一种被动锁模掺铒光纤激光器。
背景技术
基于腔内色散补偿技术的被动锁模掺铒光纤激光器，是实现波长为1550nm、重复频率为几十～百MHz量级的飞秒脉冲的主要途径之一，可广泛应用于太赫兹产生、生物医学成像、超快光谱学等领域。
目前，在被动锁模掺铒光纤激光器中，进行腔内色散补偿的方法主要包括：在激光腔内熔接一段具有正常色散的光子晶体光纤、插入具有正常色散的的光栅对以及利用具有正常色散的啁啾光纤光栅等。
然而，由于光子晶体光纤与普通单模光纤的芯径差异很大，因而，耦合效率低，熔接损耗大，从而导致锁模阈值高，同时不利于锁模自启动；具有正常色散的光栅对，由于是空间器件，不仅需要精确放置，而且破坏了全光纤结构，环境稳定性差；而具有正常色散的啁啾光纤光栅，制作工艺复杂，价格较高，而且一旦制作出来，色散量是固定的，不能调节，不利于进行腔内精确色散补偿。
实用新型内容
本实用新型的目的在于根据现有技术的不足，提供一种锁模阈值低、自启动能力强、环境稳定性高且结构简单紧凑的被动锁模掺铒光纤激光器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种被动锁模掺铒光纤激光器，包括环形腔和线形支路，所述的环形腔包括依次连接成环形的保偏隔离分光型波分复用器、可饱和吸收体、保偏偏振合束器和保偏掺杂光纤，所述的保偏隔离分光型波分复用器的一端口连接有与环形腔相耦合的单模半导体泵浦激光器，所述的线形支路包括依次连接的保偏偏振合束器、非保偏色散补偿光纤和非保偏尾纤法拉第旋转镜。
所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其单模半导体泵浦激光器采用974nm单模泵浦激光器或976nm单模泵浦激光器。
所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其保偏隔离分光型波分复用器采用混合无源光纤器件。
所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其混合无源光纤器件包括光纤耦合器、光隔离器、波分复用器。
所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其可饱和吸收体采用透射式的半导体可饱和吸收体或半导体可饱和吸收镜、反射式或透射式的单壁碳纳米管、反射式或透射式的石墨烯以及反射式或透射式的黑磷中的任一种。
所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其保偏偏振合束器采用尾纤为保偏光纤的光器件。
所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其非保偏色散补偿光纤采用DCF光纤或HI1060 FLEX光纤。
所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其非保偏尾纤法拉第旋转镜采用单程偏转45度的普通无源光纤器件。
所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其保偏掺杂光纤采用保偏掺铒光纤或保偏铒镱共掺光纤。
所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其单模半导体泵浦激光器、保偏隔离分光型波分复用器、可饱和吸收体、保偏偏振合束器、非保偏色散补偿光纤、非保偏尾纤法拉第旋转镜和保偏掺杂光纤之间通过熔接涂敷的方式连接。
本实用新型的有益效果是：
采用由保偏偏振合束器、非保偏色散补偿光纤和非保偏尾纤法拉第旋转镜构成的线形支路进行腔内色散补偿，结构简单紧凑，而且全光纤结构，增强了环境稳定性；此外，非保偏色散补偿光纤与腔内其他单模光纤熔接损耗小，效率高，可以降低锁模阈值；通过简单调整非保偏色散补偿光纤的长度，还可以精确补偿整个谐振腔内的反常色散。
因此，该被动锁模掺铒光纤激光器具有环境稳定性高、锁模阈值低、结构简单紧凑等特点，可广泛应用于太赫兹产生、生物医学成像、超快光谱学等领域。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
各附图标记为：1—单模半导体泵浦激光器，2—保偏隔离分光型波分复用器，3—可饱和吸收体，4—保偏偏振合束器，5—非保偏色散补偿光纤，6—非保偏尾纤法拉第旋转镜，7—保偏掺杂光纤。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参照图1所示，本实用新型公开了一种被动锁模掺铒光纤激光器，包括环形腔和线形支路两部分，所述的环形腔包括依次连接成环形的保偏隔离分光型波分复用器2、可饱和吸收体3、保偏偏振合束器4和保偏掺杂光纤7，所述的保偏隔离分光型波分复用器2的一端口连接有与环形腔相耦合的单模半导体泵浦激光器1；所述的单模半导体泵浦激光器1是泵浦源，采用974nm单模泵浦激光器或976nm单模泵浦激光器，通过保偏隔离分光型波分复用器2，耦合进入环形腔，为作为增益介质的保偏掺杂光纤7提供泵浦光。可饱和吸收体3是锁模器件，实现自启动锁模；所述的线性支路包括依次连接的保偏偏振合束器4、非保偏色散补偿光纤5和非保偏尾纤法拉第旋转镜6，所述的保偏偏振合束器4采用尾纤为保偏光纤的光器件，保偏偏振合束器4可以确保进出线形支路的光均为线偏振光，非保偏色散补偿光纤5提供正常色散，通过简单调整非保偏色散补偿光纤5的长度，便可以精确补偿整个谐振腔内的反常色散，非保偏尾纤法拉第旋转镜6置于线形支路的末端，它的作用是使入射光的偏振态旋转90度后，产生正交偏振的反射光，入射光和反射光每一次在线形支路往返的过程中，均能完全补偿线形支路内因环境变化引起的双折射效应；整个激光器经由保偏隔离分光型波分复用器2的另一端口实现线偏振光输出。
所述的保偏隔离分光型波分复用器2采用混合无源光纤器件，所述的混合无源光纤器件包括光纤耦合器、光隔离器、波分复用器。
所述的可饱和吸收体3采用透射式的半导体可饱和吸收体或半导体可饱和吸收镜、反射式或透射式的单壁碳纳米管、反射式或透射式的石墨烯以及反射式或透射式的黑磷中的任一种。
所述的非保偏色散补偿光纤5为具有正常色散的光纤，比如DCF光纤或HI1060FLEX光纤。
所述的非保偏尾纤法拉第旋转镜6采用单程偏转45度的普通无源光纤器件。
所述的保偏掺杂光纤7采用保偏掺铒光纤或保偏铒镱共掺光纤。
所述的单模半导体泵浦激光器1、保偏隔离分光型波分复用器2、可饱和吸收体3、保偏偏振合束器4、非保偏色散补偿光纤5、非保偏尾纤法拉第旋转镜6和保偏掺杂光纤7之间通过熔接涂敷的方式连接，实现全光纤结构。
本实用新型的工作过程如下：
当合适的泵浦功率通过保偏隔离分光型波分复用器2，耦合进入保偏掺杂光纤7时，谐振腔内将能够产生脉冲能量不稳定的连续激光，由于可饱和吸收体3的饱和吸收作用，经过多次振荡，将会形成波长为1550nm、重复频率为几十～百MHz量级的稳定的飞秒脉冲输出。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种被动锁模掺铒光纤激光器，其特征在于：包括环形腔和线形支路，所述的环形腔包括依次连接成环形的保偏隔离分光型波分复用器（2）、可饱和吸收体（3）、保偏偏振合束器（4）和保偏掺杂光纤（7），所述的保偏隔离分光型波分复用器（2）的一端口连接有与环形腔相耦合的单模半导体泵浦激光器（1），所述的线形支路包括依次连接的保偏偏振合束器（4）、非保偏色散补偿光纤（5）和非保偏尾纤法拉第旋转镜（6）。
2.根据权利要求1所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其特征在于，所述的单模半导体泵浦激光器（1）采用974nm单模泵浦激光器或976nm单模泵浦激光器。
3.根据权利要求1所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其特征在于，所述的保偏隔离分光型波分复用器（2）采用混合无源光纤器件。
4.根据权利要求3所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其特征在于，所述的混合无源光纤器件包括光纤耦合器、光隔离器、波分复用器。
5.根据权利要求1所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其特征在于，所述的可饱和吸收体（3）采用透射式的半导体可饱和吸收体或半导体可饱和吸收镜、反射式或透射式的单壁碳纳米管、反射式或透射式的石墨烯以及反射式或透射式的黑磷中的任一种。
6.根据权利要求1所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其特征在于，所述的保偏偏振合束器（4）采用尾纤为保偏光纤的光器件。
7.根据权利要求1所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其特征在于，所述的非保偏色散补偿光纤（5）采用DCF光纤或HI1060 FLEX光纤。
8.根据权利要求1所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其特征在于，所述的非保偏尾纤法拉第旋转镜（6）采用单程偏转45度的普通无源光纤器件。
9.根据权利要求1所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其特征在于，所述的保偏掺杂光纤（7）采用保偏掺铒光纤或保偏铒镱共掺光纤。
10.根据权利要求1—9任一项所述的一种被动锁模掺铒光纤激光器，其特征在于，所述的单模半导体泵浦激光器（1）、保偏隔离分光型波分复用器（2）、可饱和吸收体（3）、保偏偏振合束器（4）、非保偏色散补偿光纤（5）、非保偏尾纤法拉第旋转镜（6）和保偏掺杂光纤（7）之间通过熔接涂敷的方式连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN106911069A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-06-30 | 湖北久之洋红外系统股份有限公司 | 一种腔长可调的光纤飞秒激光器 |
| CN107591676A (zh) * | 2017-09-30 | 2018-01-16 | 天津理工大学 | 一种被动锁模光纤激光器 |
| CN112310792A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-02 | 合肥脉锐光电技术有限公司 | 一种脉冲分离激光振荡器 |
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| CN112310792B (zh) * | 2020-10-27 | 2021-12-07 | 合肥脉锐光电技术有限公司 | 一种脉冲分离激光振荡器 |
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