一种可调谐飞秒脉冲光纤激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可调谐飞秒脉冲光纤激光器，特点是包括锁模掺铥振荡器模块、啁啾控制模块和掺铥光纤放大器模块，锁模掺铥振荡器模块包括EDFA泵浦激光器及沿第一光路依次设置的波分复用器、单包层掺铥光纤、第一激光准直器、第一1/4波片、1/2波片、偏振分束器、隔离器、第二1/4波片和第二激光准直器，啁啾控制模块包括沿偏振分束器的反射光输出端开始的第二光路依次设置的第三激光准直器和第一石英单模光纤，掺铥光纤放大器模块包括连续光半导体二极管激光器及沿第一石英单模光纤后的第三光路依次设置的高功率偏振无关隔离器、合束器、双包层掺铥光纤和第二石英单模光纤；优点是可以产生高功率以及高转换效率的拉曼孤子脉冲输出。孤子脉冲输出。孤子脉冲输出。

【技术实现步骤摘要】
一种可调谐飞秒脉冲光纤激光器


[0001]本技术涉及一种飞秒脉冲光纤激光器，尤其是一种可调谐飞秒脉冲光纤激光器。

技术介绍

[0002]孤子自频移是指孤子脉冲在光纤中传输时脉冲光谱的短波成分泵浦长波成分使光谱波长发生红移的现象；最近几年，国内外有很多对于光纤中孤子自频移过程的报道，他们均采用相对简单的实验原理，将一束超短脉冲激光耦合进一段高非线性光纤中产生孤子自频移效应，高非线性光纤如ZBLAN玻璃光纤、光子晶体光纤以及一些GeO2掺杂光纤；但是在有源掺铥光纤中的孤子自频移过程研究非常少，主要原因可能有两点：第一点，搭建一个两微米稳定的窄脉宽锁模振荡器是比较困难的，因此他们在有源掺铥光纤中进行频移时会导致较低的转换效率，最终导致产生的拉曼孤子功率较低；第二点，由于石英基质的玻璃光纤在光波长超过2.26
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m之后会出现损耗加剧的上升，导致在有源掺铥光纤中进行频移时无法频移至2.3
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m；恰恰相反，在有源掺铥光纤中进行孤子自频移过程的优势是相当大的；首先，有源掺铥光纤既可以作为放大器也可以作为拉曼频移器，拉曼频移器可以产生拉曼孤子，放大器可以放大产生的拉曼孤子；其次，由于熔接技术的快速发展，各种光纤熔接机的研发和使用大大提高了石英光纤的熔接质量，掺铥光纤是种石英基质光纤，可以仅仅通过简单的熔接来大大提高光耦进光纤中的效率，产生的拉曼孤子具有更高的可靠性和功率，这大大增加了拉曼孤子可调谐激光器的应用价值；当然，实现高功率、高稳定大范围调谐的2
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m以上拉曼孤子输出需要一个稳定的2
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m种子激光源，因此提高2
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m锁模振荡器的稳定性至关重要。
[0003]目前对于利用孤子自频移产生更长波长的超短脉冲激光输出多停留在研究新型高非线性光纤上，毫无疑问，由于不成熟的光纤工艺，即使可以实现更长波长的超短脉冲激光输出，光纤耦合效率的降低导致产生的超短脉冲激光输出功率的降低不可避免，几十毫瓦的激光输出功率使其在很多应用领域失去了它的研究价值，缺乏对于种子光源在孤子自频移过程中的研究，这使得他们很难实现高功率的飞秒激光输出。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是提供一种可以产生高功率以及高转换效率的拉曼孤子脉冲输出的可调谐飞秒脉冲光纤激光器。
[0005]本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种可调谐飞秒脉冲光纤激光器，包括锁模掺铥振荡器模块、啁啾控制模块和掺铥光纤放大器模块，所述的锁模掺铥振荡器模块包括用于产生1560 nm的连续激光的EDFA泵浦激光器及沿所述的EDFA泵浦激光器的输出端开始的第一光路依次设置的波分复用器、单包层掺铥光纤、第一激光准直器、第一1/4波片、1/2波片、偏振分束器、隔离器、第二1/4波片和第二激光准直器，所述的EDFA泵浦激光器的输出端与所述的第二激光准直器的输出端分别通过传输光纤熔接于所述的波分
复用器的输入端，所述的波分复用器用于将所述的EDFA泵浦激光器输出的1560 nm的连续激光耦合进所述的第一光路中，所述的单包层掺铥光纤用于将所述的波分复用器输出的1560 nm的连续激光转换为2 μm的连续激光，所述的偏振分束器的反射光与透射光的比例范围为2:3~1:1，所述的隔离器的输入端用于接收所述的偏振分束器的透射光输出端发出的透射光，所述的啁啾控制模块包括沿所述的偏振分束器的反射光输出端开始的第二光路依次设置的第三激光准直器和第一石英单模光纤，所述的第三激光准直器用于接收由所述的偏振分束器的反射光输出端输出的2 μm飞秒脉冲并发送至所述的第一石英单模光纤，所述的第一石英单模光纤用于为接收到的2 μm飞秒脉冲加上负啁啾，所述的掺铥光纤放大器模块包括连续光半导体二极管激光器及沿所述的第一石英单模光纤后的第三光路依次设置的高功率偏振无关隔离器、合束器、双包层掺铥光纤和第二石英单模光纤，所述的合束器用于将所述的连续光半导体二极管激光器产生的793 nm泵浦光及带有啁啾的2 μm飞秒脉冲耦合进所述的双包层掺铥光纤中，所述的双包层掺铥光纤用于对接收到的耦合光进行放大并产生放大后的可调谐飞秒脉冲，所述的第二石英单模光纤用于剥除放大后的可调谐飞秒脉冲中的793nm的泵浦光并输出2
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2.3 μm可调谐飞秒脉冲，所述的第一光路、所述的第二光路及所述的第三光路中均采用石英单模光纤作为传输光纤。
[0006]所述的单包层掺铥光纤的纤芯直径为5 μm，包层直径为125 μm，所述的第一石英单模光纤的纤芯直径为8.2 μm，包层直径为125 μm，所述的双包层掺铥光纤的的纤芯直径为10μm，包层直径为130μm，所述的第二石英单模光纤的纤芯直径为8.2 μm，包层直径为125 μm。
[0007]与现有技术相比，本技术的优点在于装置依次包括用于产生稳定且光谱可调谐飞秒脉冲的锁模掺铥振荡器模块、用于对飞秒脉冲加上负啁啾的啁啾控制模块以及对于飞秒脉冲进行高功率放大同时产生2
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2.35 μm光谱范围的掺铥光纤放大器模块，锁模掺铥振荡器模块是基于非线性偏振演化锁模的光纤激光器，非线性偏振演化锁模结构自带的双折射滤波效应可以实现种子波长调谐的输出；可以很好的研究泵浦脉冲中心波长对于拉曼频移的影响。啁啾控制模块中通过改变第一石英单模光纤的长度，可以很好的计算出经过其脉冲所带有的啁啾的大小，具有低成本、低损耗、更紧凑以及易全光纤化等优点，可以更全面研究脉冲初始啁啾对于孤子自频移在掺铥光纤放大器模块中的影响；
[0008]掺铥光纤放大器模块中的高功率偏振无关隔离器用来防止放大后的光由于菲涅尔反射造成的回光对于振荡器的扰动和损伤，连续光半导体二极管激光器作为放大器的泵浦源来给放大过程提供能量，合束器用来将2
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m的飞秒脉冲耦合进双包层掺铥光纤的纤芯中，将793 nm的连续激光耦合进双包层掺铥光纤的包层中，双包层掺铥光纤利用本身的非线性效应，从而产生2
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2.35
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m可调谐的超短脉冲激光输出，采用双包层掺铥光纤作为放大器的增益介质，由于双包层掺铥光纤具有较低的非线性和较高的增益系数，可以产生高功率以及高转换效率的拉曼孤子脉冲输出。
附图说明
[0009]图1为本技术的结构示意图。
具体实施方式
[0010]以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。
[0011]一种可调谐飞秒脉冲光纤激光器，包括锁模掺铥振荡器模块、啁啾控制模块和掺铥光纤放大器模块，锁模掺铥振荡器模块包括用于产生1560 nm的连续激光的EDFA泵浦激光器E1及沿EDFA泵浦激光器E1的输出端开始的第一光路依次设置的波分复用器WDM、单包层掺铥光纤TDF、第一激光准直器COL1、第一1/4波片QWP1、1/2波片HWP、偏振分束器PBS、隔离器ISO、第二1/4波片QWP2和第二激光准直器COL2，EDFA泵浦激光器E1的输出端与第二激光准直器COL2的输出端分别通过传输光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调谐飞秒脉冲光纤激光器，其特征在于包括锁模掺铥振荡器模块、啁啾控制模块和掺铥光纤放大器模块，所述的锁模掺铥振荡器模块包括用于产生1560 nm的连续激光的EDFA泵浦激光器及沿所述的EDFA泵浦激光器的输出端开始的第一光路依次设置的波分复用器、单包层掺铥光纤、第一激光准直器、第一1/4波片、1/2波片、偏振分束器、隔离器、第二1/4波片和第二激光准直器，所述的EDFA泵浦激光器的输出端与所述的第二激光准直器的输出端分别通过传输光纤熔接于所述的波分复用器的输入端，所述的波分复用器用于将所述的EDFA泵浦激光器输出的1560 nm的连续激光耦合进所述的第一光路中，所述的单包层掺铥光纤用于将所述的波分复用器输出的1560 nm的连续激光转换为2 μm的连续激光，所述的偏振分束器的反射光与透射光的比例范围为2:3~1:1，所述的隔离器的输入端用于接收所述的偏振分束器的透射光输出端发出的透射光，所述的啁啾控制模块包括沿所述的偏振分束器的反射光输出端开始的第二光路依次设置的第三激光准直器和第一石英单模光纤，所述的第三激光准直器用于接收由所述的偏振分束器的反射光输出端输出的2 μm飞秒脉冲并发送至所述的第一石...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨佩龙，葛思玉，王娟，任鸿飞，黄涛，夏凯，聂秋华，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：新型
国别省市：