CN208284783U - 一种锁模光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锁模光纤激光器，采用非线性环形镜保偏锁模，其锁模机理相对于SESAM或NPR等传统锁模方法，具有锁模点唯一、不易失锁、没有易损耗器件、锁模光谱宽等特点，是理想的下一代光纤飞秒激光种子源。内置空间的相位偏置技术，相对于传统的8字型锁模激光器，具有结构简单且锁模阈值低等特点，降低了对LD的功率要求，同时增加了整体器件的使用寿命。另，本案还采用负色散单模光纤、正色散光纤来调控色散，避免了加入额外的光栅或者棱镜对等空间分立器件，使整体的可靠性大大增强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锁模光纤激光器。
背景技术
近些年受一些例如光谱学，非线性光学成像及其它科研领域的驱动，超快激光的需求愈发扩大。尤其是近些年迅猛增长的工业高端微加工市场对高端皮秒和飞秒激光器的需求持续增长。1.5um波段在人眼安全和OCT等方面有非常大的用途。利用光纤技术取代固体的种子源技术本身就有诸多的优点，在光纤技术中利用全保偏光纤的激光器更是被认为是能够抵抗环境变换的有效方法。
目前常用的技术是利用可饱和吸收体锁模技术来制作全保偏光纤激光器。然而诸如半导体可饱和吸收体(SESAM)，碳纳米管可饱和吸收体，石墨烯可饱和吸收体等可饱和吸收元件都存在低损伤阈值，且随着时间衰减的缺点，这些弱点限制了其走出实验室，走向更广阔的工业市场。另一方面，利用非线性旋转偏振效应(NPE)的光纤激光技术，又无法完全利用全保偏的系统，没有了保偏光纤的应用，NPE技术很容易受到环境干扰。
因此，如何克服上述存在的缺陷，已成为本领域技术人员亟待解决的重要课题。
实用新型内容
本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种锁模光纤激光器。
为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
一种锁模光纤激光器，包括有第一泵浦源1、第一波分复用准直单元2、第一1/2波片3、第一分束器4、第一反射镜5、移相器单元6、第二1/2波片9、第二光纤准直器10、负色散单模光纤11、光纤耦合器12、正色散光纤13、以及增益光纤14；所述第一泵浦源1输出端与所述第一波分复用准直单元2的泵浦光输入端相连；所述第一波分复用准直单元2的准直出射端、第一1/2波片3、第一分束器4依次直线排列，所述第一分束器4远离所述第一1/2波片3的一端作为光纤激光器其中的一个脉冲激光出射端；所述第一反射镜5、第一分束器4、移相器单元6依次直线排列；所述移相器单元6、第二1/2波片9、第二光纤准直器10的准直出射端依次直线排列；所述第二光纤准直器10的尾纤、负色散单模光纤11、光纤耦合器12、正色散光纤13、增益光纤14、第一波分复用准直单元2的尾纤依次相连；所述第一波分复用准直单元2的尾纤、增益光纤14、正色散光纤13、光纤耦合器12、以及负色散单模光纤11中至少有一个是采用保偏光纤，所述光纤耦合器12的分束端用于输出脉冲激光。
如上所述的一种锁模光纤激光器，所述移相器单元6采用直线式移相器，其包括有第一法拉第旋转片61、1/4波片62、以及第二法拉第旋转片63，所述第一反射镜5、第一分束器4、第一法拉第旋转片61、1/4波片62、第二法拉第旋转片63、第二1/2波片9、第二光纤准直器10的准直出射端依次直线排列。
如上所述的一种锁模光纤激光器，所述移相器单元6采用反射式移相器，其包括有偏振分束立方65、第三法拉第旋转片66、1/8波片67、以及第二反射镜68，所述第一反射镜5、第一分束器4、偏振分束立方65依次直线排列，所述第二反射镜68、1/8波片67、第三法拉第旋转片66、偏振分束立方65、第二1/2波片9、第二光纤准直器10的准直出射端依次直线排列。
如上所述的一种锁模光纤激光器，相连的正色散光纤13与增益光纤14采用带正色散的增益光纤所替代。
如上所述的一种锁模光纤激光器，所述第一分束器4采用分束片或分束立方。
如上所述的一种锁模光纤激光器，其特征在于所述第一波分复用准直单元2采用波分复用准直器；或所述第一波分复用准直单元2采用波分复用器和光纤准直器的结合。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本案光纤激光器采用非线性环形镜保偏锁模，其锁模机理相对于SESAM或NPR等传统锁模方法，具有锁模点唯一、不易失锁、没有易损耗器件、锁模光谱宽等特点，是理想的下一代光纤飞秒激光种子源。内置空间的相位偏置技术，相对于传统的8字型锁模激光器，具有结构简单且锁模阈值低等特点，降低了对LD的功率要求，同时增加了整体器件的使用寿命。另，本案还采用负色散单模光纤、正色散光纤来调控色散，避免了加入额外的光栅或者棱镜对等空间分立器件，使整体的可靠性大大增强。另，所述第一波分复用准直单元的尾纤、增益光纤、正色散光纤、光纤耦合器、以及负色散单模光纤中至少有一个是采用保偏光纤，如此可以维持光纤中传输光的偏振模态，可以更好地抵抗因外界环境的变化而引起的不稳定性。
2、第一波分复用准直单元采用波分复用准直器，有利于缩短整体的腔长。
附图说明
图1是本案的实施例1结构示图。
图2是本案的实施例2结构示图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
一种锁模光纤激光器，包括有第一泵浦源1、第一波分复用准直单元2、第一1/2波片3、第一分束器4、第一反射镜5、移相器单元6、第二1/2波片9、第二光纤准直器10、负色散单模光纤11、光纤耦合器12、正色散光纤13、以及增益光纤14；所述第一泵浦源1输出端与所述第一波分复用准直单元2的泵浦光输入端相连；所述第一波分复用准直单元2的准直出射端、第一1/2波片3、第一分束器4依次直线排列，所述第一分束器4远离所述第一1/2波片3的一端作为光纤激光器其中的一个脉冲激光出射端；所述第一反射镜5、第一分束器4、移相器单元6依次直线排列；所述移相器单元6、第二1/2波片9、第二光纤准直器10的准直出射端依次直线排列；所述第二光纤准直器10的尾纤、负色散单模光纤11、光纤耦合器12、正色散光纤13、增益光纤14、第一波分复用准直单元2的尾纤依次相连；所述第一波分复用准直单元2的尾纤、增益光纤14、正色散光纤13、光纤耦合器12、以及负色散单模光纤11中至少有一个是采用保偏光纤，所述光纤耦合器12的耦合分束端用于输出脉冲激光。
如上所述，本案的工作原理如下：
工作时，所述第一泵浦源1通过第一波分复用准直单元2将泵浦光耦合到腔内，通过提高泵浦功率到光纤激光器的阈值之上，使激光器发生振荡；通过第一1/2波片3将第一波分复用准直单元2输出的偏振态调成水平P光(或者竖直S光)；通过第二1/2波片9将第二光纤准直器10输出的偏振态调节成竖直S光(或者水平P光)。本案光纤激光器从第一分束器4的一端或者是光纤耦合器12的分束端输出超短脉冲激光。
如上所述，光在腔内发生相位偏置,从第一反射镜5反射回来的P光(或S光)，经过第一分束器4后分成两束。
光束一P光(或S光)从第一分束器4反射，经过第一1/2波片3将光调整为S光(或P光)进入到第一波分复用准直单元2的慢轴，经过第一波分复用准直单元2尾纤、增益光纤14、正色散光纤13、光纤耦合器12、负色散单模光纤11后到达第二光纤准直器10尾纤，由第二光纤准直器10输出到空间，该空间光经过第二1/2波片9调整为P光(或S光)后进入移相器单元6后直接出射至第一分束器4。
光束二P光(或S光)直接穿过第一分束器4，然后经过移相器单元6后，通过第二1/2波片9旋转变为S光(或P光)进入到第二光纤准直器10的慢轴，并经过负色散单模光纤11、光纤耦合器12、正色散光纤13、增益光纤14后进入第一波分复用准直单元2的尾纤，第一波分复用准直单元2慢轴输出的偏振光经由第一1/2波片3旋转成P光(或S光)并再次进入第一分束器4。
扣除半波损失，光束一和光束二在经过非对称的sagnac环后，发生了的相位差，这就大大减小了锁模启动的难度，结合光束一和光束二由于非线性放大环路反射镜效应产生的非线性相移锁模，这大大降低了锁模启动的阈值，提高了重频，同时提高了整体的稳定性和可靠性，其具有突出的实质性特点和显著的进步。
如上所述，具体实施时，所述第一分束器4采用分束片或分束立方。
实施例1，如图1所示，具体实施时，所述移相器单元6采用直线式移相器，其包括有第一法拉第旋转片61、1/4波片62、以及第二法拉第旋转片63，所述第一反射镜5、第一分束器4、第一法拉第旋转片61、1/4波片62、第二法拉第旋转片63、第二1/2波片9、第二光纤准直器10的准直出射端依次直线排列。
如上所述，具体实施时，所述第一波分复用准直单元2采用波分复用准直器。
如上所述，工作时，所述第一泵浦源1通过第一波分复用准直单元2将泵浦光耦合到腔内，通过提高泵浦功率到光纤激光器的阈值之上，使激光器发生振荡；通过第一1/2波片3将第一波分复用准直单元2输出的偏振态调成水平P光(或者竖直S光)；通过第二1/2波片9将第二光纤准直器10输出的偏振态调节成竖直S光(或者水平P光)。1/4波片62的光轴方向与水平方向(或者竖直方向)呈45度角，本案光纤激光器从第一分束器4的一端或者是光纤耦合器12的分束端输出超短脉冲激光。
如上所述，光在腔内发生相位偏置,从第一反射镜5反射回来的P光(或S光)，经过第一分束器4后分成两束。
光束一P光(或S光)从第一分束器4反射，经过第一1/2波片3将光调整为S光(或P光)到第一波分复用准直单元2的慢轴，经过第一波分复用准直单元2尾纤、增益光纤14、正色散光纤13、光纤耦合器12、负色散单模光纤11后到达第二光纤准直器10尾纤，由第二光纤准直器10输出到空间，该空间光经过第二1/2波片9调整为P光(或S光)后进入第二法拉第旋转片63，顺时针旋转45度后，进入1/4波片62，顺时针旋转45度后直接出射第一法拉第旋转片61，然后再次进入第一分束器4。
光束二P光(或S光)直接穿过第一分束器4，经由第一法拉第旋转片61旋转45度后进入1/4波片62，并且经过第二法拉第旋转片63顺时针旋转45度，再经过第二1/2波片9后旋转变为S光(或P光)，到第二光纤准直器10的慢轴，并经过负色散单模光纤11、光纤耦合器12、正色散光纤13、增益光纤14后进入第一波分复用准直单元2的尾纤，第一波分复用准直单元2慢轴输出的偏振光经由第一1/2波片3旋转成P光(或S光)并再次进入第一分束器4。
实施例2，如图2所示，具体实施时，所述移相器单元6采用反射式移相器，其包括有偏振分束立方65、第三法拉第旋转片66、1/8波片67、以及第二反射镜68，所述第一反射镜5、第一分束器4、偏振分束立方65依次直线排列，所述第二反射镜68、1/8波片67、第三法拉第旋转片66、偏振分束立方65、第二1/2波片9、第二光纤准直器10的准直出射端依次直线排列。
如上所述，具体实施时，所述第一波分复用准直单元2采用波分复用准直器。
如上所述，工作时，所述第一泵浦源1通过第一波分复用准直单元2将泵浦光耦合到腔内，通过提高泵浦功率到光纤激光器的阈值之上，使激光器发生振荡；通过第一1/2波片3将第一波分复用准直单元2输出的偏振态调成水平P光(或者竖直S光)；通过第二1/2波片9将第二光纤准直器10输出的偏振态调节成竖直S光(或者水平P光)。1/8波片67的光轴方向与水平方向呈45度角，本案光纤激光器从第一分束器4的一端或者是光纤耦合器12的分束端输出超短脉冲激光。
如上所述，光在腔内发生相位偏置,从第一反射镜5反射回来的P光(或S光)，经过第一分束器4后分成两束。
光束一P光(或S光)从第一分束器4反射，经过第一1/2波片3将光调整S光(或P光)，进入到第一波分复用准直单元2的慢轴，经过第一波分复用准直单元2尾纤、增益光纤14、正色散光纤13、光纤耦合器12、负色散单模光纤11后到达第二光纤准直器10尾纤，由第二光纤准直器10输出到空间，该空间光经过第二1/2波片9调整为P光(或S光)后直接透过偏振分束立方65，经由第三法拉第旋转片66旋转45度后进入1/8波片67，再进入第二反射镜68，经第二反射镜68反射回来的光，进入1/8波片67，顺时针旋转45度后直接出射第三法拉第旋转片65，然后经由偏振分束立方65将一部分的P光(或S光)进入第一分束器4，另一部分的P光(或S光)出射至第二1/2波片9调整为S光(或P光)回到第二光纤准直器10的慢轴，并经过负色散单模光纤11、光纤耦合器12、正色散光纤13、增益光纤14、第一波分复用准直单元2，经由第一1/2波片3旋转成P光(或S光)并在此进入第一分束器4。
光束二P光(或S光)直接穿过第一分束器4，经由偏振分束立方65将一部分的P光入射到第三法拉第旋转片66旋转45度后进入1/8波片67，再进入第二反射镜68，经第二反射镜68反射回来的光，进入1/8波片67，顺时针旋转45度后直接出射第三法拉第旋转片65，然后经由偏振分束立方65将一部分的P光(或S光)进入第一分束器4；另一部分的P光(或S光)出射至第二1/2波片9后调整为S光(或P光)回到第二光纤准直器10的慢轴，并经过负色散单模光纤11、光纤耦合器12、正色散光纤13、增益光纤14、第一波分复用准直单元2，经由第一1/2波片3旋转成P光(或S光)并在此进入第一分束器4。
如上所述，本案保护的是一种锁模光纤激光器，一切与本案结构相同或相近的技术方案都应示为落入本案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种锁模光纤激光器，其特征在于包括有第一泵浦源(1)、第一波分复用准直单元(2)、第一1/2波片(3)、第一分束器(4)、第一反射镜(5)、移相器单元(6)、第二1/2波片(9)、第二光纤准直器(10)、负色散单模光纤(11)、光纤耦合器(12)、正色散光纤(13)、以及增益光纤(14)；所述第一泵浦源(1)输出端与所述第一波分复用准直单元(2)的泵浦光输入端相连；所述第一波分复用准直单元(2)的准直出射端、第一1/2波片(3)、第一分束器(4)依次直线排列，所述第一分束器(4)远离所述第一1/2波片(3)的一端作为光纤激光器其中的一个脉冲激光出射端；所述第一反射镜(5)、第一分束器(4)、移相器单元(6)依次直线排列；所述移相器单元(6)、第二1/2波片(9)、第二光纤准直器(10)的准直出射端依次直线排列；所述第二光纤准直器(10)的尾纤、负色散单模光纤(11)、光纤耦合器(12)、正色散光纤(13)、增益光纤(14)、第一波分复用准直单元(2)的尾纤依次相连；所述第一波分复用准直单元(2)的尾纤、增益光纤(14)、正色散光纤(13)、光纤耦合器(12)、以及负色散单模光纤(11)中至少有一个是采用保偏光纤，所述光纤耦合器(12)的分束端用于输出脉冲激光。
2.根据权利要求1所述的一种锁模光纤激光器，其特征在于所述移相器单元(6)采用直线式移相器，其包括有第一法拉第旋转片(61)、1/4波片(62)、以及第二法拉第旋转片(63)，所述第一反射镜(5)、第一分束器(4)、第一法拉第旋转片(61)、1/4波片(62)、第二法拉第旋转片(63)、第二1/2波片(9)、第二光纤准直器(10)的准直出射端依次直线排列。
3.根据权利要求1所述的一种锁模光纤激光器，其特征在于所述移相器单元(6)采用反射式移相器，其包括有偏振分束立方(65)、第三法拉第旋转片(66)、1/8波片(67)、以及第二反射镜(68)，所述第一反射镜(5)、第一分束器(4)、偏振分束立方(65)依次直线排列，所述第二反射镜(68)、1/8波片(67)、第三法拉第旋转片(66)、偏振分束立方(65)、第二1/2波片(9)、第二光纤准直器(10)的准直出射端依次直线排列。
4.根据权利要求1所述的一种锁模光纤激光器，其特征在于相连的正色散光纤(13)与增益光纤(14)采用带正色散的增益光纤所替代。
5.根据权利要求1所述的一种锁模光纤激光器，其特征在于所述第一分束器(4)采用分束片或分束立方。
6.根据权利要求1所述的一种锁模光纤激光器，其特征在于所述第一波分复用准直单元(2)采用波分复用准直器；或所述第一波分复用准直单元(2)采用波分复用器和光纤准直器的结合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820777827.7U CN208284783U (zh) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | 一种锁模光纤激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820777827.7U CN208284783U (zh) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | 一种锁模光纤激光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208284783U true CN208284783U (zh) | 2018-12-25 |
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ID=64730408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201820777827.7U Active CN208284783U (zh) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | 一种锁模光纤激光器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN208284783U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108736300A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-02 | 广东华快光子科技有限公司 | 一种便于产生高重复频率脉冲激光的光纤激光器 |
| CN110797742A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-14 | 天津大学 | 一种高重复频率的全保偏9字腔锁模激光器 |
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2018
- 2018-05-24 CN CN201820777827.7U patent/CN208284783U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108736300A (zh) * | 2018-05-24 | 2018-11-02 | 广东华快光子科技有限公司 | 一种便于产生高重复频率脉冲激光的光纤激光器 |
| CN110797742A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-02-14 | 天津大学 | 一种高重复频率的全保偏9字腔锁模激光器 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20210730 Address after: 528400 zone a, third floor, No. 28, Yuquan Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province Patentee after: GUANGDONG HUAKUAI PHOTON TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: No. 28, Yuquan Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province, 528400 Patentee before: GUANGDONG HUAKUAI PHOTON TECHNOLOGY Co.,Ltd. Patentee before: GUANGDONG HUAYI LASER TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220413 Address after: 528400 zone a, third floor, No. 28, Yuquan Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province Patentee after: GUANGDONG HUAKUAI PHOTON TECHNOLOGY CO.,LTD. Patentee after: Guangdong Huayi Laser Technology Co., Ltd Address before: 528400 zone a, third floor, No. 28, Yuquan Road, Torch Development Zone, Zhongshan City, Guangdong Province Patentee before: GUANGDONG HUAKUAI PHOTON TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| TR01 | Transfer of patent right |