本发明专利技术提供的多腔结构光纤激光器，实现1GHz以上重复频率的脉冲输出，其特征在于，包括：激光放大器，包含：激光放大输出端和激光放大输入端；光分束器，与所述激光放大器的所述激光放大输出端相连接；至少二个锁模元件，与所述光分束器相连接；至少二个延迟光纤，与所述锁模元件的数量相同，分别与所述锁模元件一一连接，构成至少二个分支光路；以及光合束器，一端与所述延迟光纤相连接，另一端与所述激光放大输入端相连，构成激光器回路。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供的多腔结构光纤激光器，实现1GHz以上重复频率的脉冲输出，其特征在于，包括：激光放大器，包含：激光放大输出端和激光放大输入端；光分束器，与所述激光放大器的所述激光放大输出端相连接；至少二个锁模元件，与所述光分束器相连接；至少二个延迟光纤，与所述锁模元件的数量相同，分别与所述锁模元件一一连接，构成至少二个分支光路;以及光合束器，一端与所述延迟光纤相连接，另一端与所述激光放大输入端相连，构成激光器回路。【专利说明】
本专利技术涉及激光
，特别涉及一种利用多腔结构提高光纤激光器重复频率 的。
技术介绍
高重复频率激光在激光测距、激光雷达、激光通信、光学频率梳等方面有着十分 重要的应用。如高重复频率激光测距具有目标搜索时间短、定位精度高、回波点数多的特 点，可极大推进卫星激光测距技术的发展。又如高分辨率的天文阶梯光栅的频率分辨间隔 10-30GHZ，常规的光学频率梳的重复频率只有100-500MHZ，并不能直接用于天文光谱仪的 定标和校准。因此，有必要将常规的脉冲激光器的重复频率提高一至几个数量级。 一般的，较短的激光器腔长对应于较高的重复频率。因此，要提高激光振荡器的重 复频率就需要缩短激光器回路的几何长度。无论是主动锁模激光器还是被动锁模激光器， 激光器回路中的增益光纤的长度、光纤器件的封装尺寸和器件的尾纤长度是限制光纤激光 器重复频率进一步提高的主要因素。通常光纤激光器的重复频率为一般不大于500MHz。 通过采用集成化的光纤器件，及尽量减少尾纤长度可获得750MHz的脉冲输出（Optics Letters, Vol. 38，pp314, 2013)。但是目前要进一步提高重复频率至超过1GHz，光路结构复 杂，光纤熔接和处理难度越大，容错率越低。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种利用多腔结构，提高重 复频率至超过1GHz的。 本专利技术提供的多腔结构光纤激光器，其特征在于，包括：激光放大器，包含：激光 放大输出端和激光放大输入端；光分束器，与激光放大器的激光放大输出端相连接；至少 二个锁模元件，与光分束器相连接；至少二个延迟光纤，与锁模元件的数量相同，分别与锁 模元件一一连接，构成至少二个分支光路；以及光合束器，一端与延迟光纤相连接，另一端 与激光放大输入端相连，构成激光器回路。 本专利技术提供的多腔结构光纤激光器，还具有这样的特征：其中，激光放大器还包 含：光隔离器、激光泵浦源、波分复用器和增益光纤，光隔离器，依次与激光泵浦源、波分复 用器和增益光纤相连接，光隔离器的输入端作为激光放大输入端，增益光纤的输出端作为 激光放大输出端。 本专利技术提供的多腔结构光纤激光器，还具有这样的特征：其中，锁模元件可以采用 非线性偏振旋转器件、起偏光纤、半导体可饱和吸收体、石墨烯、碳纳米管等。 本专利技术提供的多腔结构光纤激光器，还具有这样的特征：其中，增益光纤掺杂有稀 土离子，稀土离子可为：Yb3+、Er3\ Tm3\ Ho3+或Lu3+等中的一种或者组合。 本专利技术还提供的提高光纤激光器重复频率的方法，具有以下步骤：利用权利要求 1至4多腔结构光纤激光器，当激光放大器和第一分支光路形成回路，其它分支回路为断路 时，多腔结构光纤激光器的第一重复频率fi等于激光腔内频谱的第一纵模间隔V i，当激光 放大器和第二分支光路形成回路，其它分支回路为断路时，激光器的第二重复频率f2等于 激光腔内频谱的第二纵模间隔v2，当同时开启第一和第二分支光路时，满足vm=q V1 = P v 2 (q和p为整数）的频率才能在光路中实现振荡，当第一重复频率和第二重复频率f2 无公约数，总重复频率为4 = 4X4 = 143MHz,当第一分支光路和第二分支光路与激光放 大器共同形成回路时，且第一重复频率和第二重复频率f2有公约数n，总重复频率为fm' =f^Xf^/n。 专利技术作用和效果 根据本专利技术所涉及，利用 光分路器、锁模元件和延迟光纤将光路分成至少两个分支光路，再通过光合路器将分支光 路合路，从而形成1GHZ以上重复频率的脉冲输出。因此，本专利技术的腔结构光纤激光器及提 高光纤激光器重复频率的方法光路结构简单，在不增加技术难度的基础上，仅采用光路复 制，即在一个环形腔的基础上，加上复制的分支光路部分，就可实现脉冲激光器重复频率的 提闻。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术在实施例中的多腔结构提高光纤激光器的结构框图； 图2是本专利技术在实施例中的激光放大器的结构框图； 图3是本专利技术在实施例中的非线性偏振旋转锁模元件结构框图；以及 图4是本专利技术在实施例中的多腔结构光纤激光器纵模间隔的原理图。 【具体实施方式】 以下参照附图实及施例对本专利技术所涉及的爬壁机器人装置作详细的描述。 实施例 图1是本专利技术在实施例中的多腔结构提高光纤激光器的结构框图。 如图1所不，多腔结构提高光纤激光器100具有激光放大器10、光分束器20、锁模 元件30、延迟光纤40和光合束器50。 激光放大器10为多腔结构光纤激光器中回路的共有光路，包含有激光放大输出 端和激光放大输入端。 光分束器20的输入端连接在激光放大输出端，对光路进行分路现成分支光路，并 将分支光路分别从分束输出端输出。 N个锁模兀件30 (N > 1), 一端与光分束器20的分束输出端 对应连接，实现单 支回路的锁模脉冲输出。 N个延迟光纤40 (N > 1)，一端与锁模元件30 -一对应连接，用于调整第一至第N 分支光路不同激光回路的重复频率。 光合束器50，一端与延迟光纤40连接，另一端与激光放大输入端连接，使得每个 分支光路都形成一个回路。 图2是本专利技术在实施例中的激光放大器的结构框图。 如图2所示，激光放大器10具有：光隔离器11、激光泵浦源12、波分复用器13和 增益光纤14。 光隔离器11的输出端顺次连接有波分复用器13的信号输入端和增益光纤14。 激光泵浦源12的输出端与波分复用器13的泵浦输入端相连。光隔离器11的输 入端作为激光放大器10的输入端。 增益光纤14的输出端作为激光放大器10的输出端，掺杂有稀土离子增益光纤，稀 土离子可为：Yb3+、Er3+、Tm3+、H 03+或Lu3+等中的一种或者组合。所用光学器件的波长与所选 掺杂光纤的波长匹配。 图3是本专利技术在实施例中的非线性偏振旋转锁模元件结构框图。 如图3所示，锁模元件30可以采用非线性偏振旋转器件、起偏光纤、半导体可饱和 吸收体、石墨烯、碳纳米管等锁模器件。本实施例中的锁模元件30为非线性偏振旋转器件。 锁模兀件30具有：第一偏振控制器31,光纤稱合偏振分束器32和第二偏振控制器33。 第一偏振控制器31，顺次连接光纤耦合偏振分束器32和第二偏振控制器33。第 一偏振控制器31的输入端作为锁模兀件30的输入端，第二偏振控制器33的输出端作为锁 模元件30的输出端，实现单支回路的锁模脉冲输出。 图4是本专利技术在实施例中的多腔结构光纤激光器纵模间隔的原理图。 如图4所示，当激光放大器10和第一分支光路形成回本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多腔结构光纤激光器，其特征在于，包括：激光放大器，包含：激光放大输出端和激光放大输入端；光分束器，与所述激光放大器的所述激光放大输出端相连接；至少二个锁模元件，与所述光分束器相连接；至少二个延迟光纤，与所述锁模元件的数量相同，分别与所述锁模元件一一连接，构成至少二个分支光路；以及光合束器，一端与所述延迟光纤相连接，另一端与所述激光放大输入端相连，构成激光器回路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郝强，张青山，孙婷婷，曾和平，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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