一种多脉冲锁模激光器制造技术

本申请公开了一种多脉冲锁模激光器，包括脉冲发生器和脉冲相干叠加器，脉冲发生器为线型或环形腔锁模激光器，当第一泵浦激光器泵浦电流超过锁模阈值电流时，脉冲发生器产生稳定的飞秒脉冲输出，脉冲相干叠加器将脉冲发生器产生的部分飞秒脉冲进行功率放大、相位延时并再次返回脉冲发生器的锁模腔内，经过可饱和吸收镜滤波、反射后与脉冲发生器产生的飞秒脉冲进行叠加，最终形成稳定的多脉冲飞秒激光输出。本申请通过在锁模激光器腔内插入脉冲相干叠加器，实现了重频倍增和相位可调，整个多脉冲锁模激光器结构紧凑，输出脉冲噪声低，能有效提高高功率飞秒激光器输出功率极限。效提高高功率飞秒激光器输出功率极限。效提高高功率飞秒激光器输出功率极限。

【技术实现步骤摘要】
一种多脉冲锁模激光器


[0001]本申请涉及激光器
，具体涉及一种多脉冲锁模激光器。

技术介绍

[0002]高重频、高功率和低重频、高能量是超快飞秒激光器领域的两个重要发展方向，其中，高重频、高功率飞秒激光不仅能增大光学频率梳中梳齿间隔以满足频率测量的需求,还可以解决天文观测中高精度视向速度定标等问题，在光频测量、高速光取样和激光测距等方面有重要的应用价值。飞秒光纤激光器因其散热性能好、操作方便、抗干扰能力强等优势,逐步取代固体飞秒激光器成为高重频、高功率飞秒激光器领域中重要的技术路线。
[0003]目前，高重复频率飞秒光纤激光器主要通过增益调制锁模、高次谐波被动锁模以及基于可饱和吸收镜的被动锁模三种方式来实现。
[0004]增益调制锁模是通过在激光谐振腔内插入反馈脉冲进而实现高重复频率运转，它虽然容易产生GHz重复频率的脉冲激光，但是这种脉冲易受外界环境及应力等因素的干扰从而导致锁模不稳定，受电调制速度限制，其输出脉冲宽度一般为皮秒量级。
[0005]高次谐波被动锁模在强泵浦作用下，腔内脉冲通过相互作用形成等间隔分布的脉冲串，从而形成高达数百阶的谐波脉冲，这种方法产生的脉冲具有较大的时间啁啾和幅度抖动，不利于后端放大器的制作，而且脉冲之间相位不可调。
[0006]基于可饱和吸收镜的被动锁模被广泛应用于光纤锁模激光器中，通过与线性谐振腔结合，理论上可以实现GHz重复频率的脉冲激光输出，但是要想实现高重复率脉冲激光器，需要超高增益的稀土掺杂光纤以及超短锁模腔长，除了有源和无源光纤外，还包含波分复用器、输出耦合器、光纤隔离器、准直器等元件，这些器件都有一定封装尺寸，其典型封装尺寸为4
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8cm左右，当光纤的长度缩短到极限值后，光纤器件的尺寸便成为了进一步提高脉冲基频重复率的最大障碍。
[0007]虽然目前也有通过在锁模腔腔外将脉冲分束然后再叠加来提高重频的方案，但是这种方案容易引入噪声，不利于激光器后端高功率放大。

技术实现思路

[0008]为此，本申请提供一种多脉冲锁模激光器，以解决现有技术存在的高重复频率飞秒光纤激光器受电调制速度限制、脉冲之间相位不可调以及容易引入噪声的问题。
[0009]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0010]一种多脉冲锁模激光器，包括脉冲发生器和脉冲相干叠加器，所述脉冲发生器包括第一掺稀土光纤和可饱和吸收镜；所述脉冲相干叠加器包括耦合器、光纤放大器和隔离器，所述光纤放大器包括第二泵浦激光器、第二波分复用器和第二掺稀土光纤；
[0011]所述耦合器的第一端口与所述第一掺稀土光纤连接，所述耦合器的第二端口与所述可饱和吸收反射镜连接；所述耦合器的第三端口与所述隔离器的一端连接，所述耦合器的第四端口与所述第二波分复用器的泵浦信号共用端连接，所述第二波分复用器的信号输
出端与所述第二掺稀土光纤的一端连接，所述第二掺稀土光纤的另一端与所述隔离器的另一端连接，所述第二泵浦激光器与所述第二波分复用器的泵浦输入端连接。
[0012]进一步的，所述脉冲相干叠加器为环形。
[0013]进一步的，所述耦合器为2*210dB耦合器。
[0014]进一步的，所述耦合器的第一端口和所述耦合器的第二端口为90％端口，所述耦合器的第三端口和所述耦合器的第四端口为10％端口。
[0015]进一步的，所述脉冲发生器为基于可饱和吸收镜的线型腔锁模激光器或基于可饱和吸收镜的环形腔锁模激光器。
[0016]进一步的，所述第一掺稀土光纤为高掺杂光纤。
[0017]进一步的，所述脉冲相干叠加器还包括移相器，所述移相器设置在所述隔离器与所述第二掺稀土光纤之间。
[0018]进一步的，所述移相器为电光调制器。
[0019]相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：
[0020]本申请提供了一种多脉冲锁模激光器，包括脉冲发生器和脉冲相干叠加器，脉冲发生器包括第一掺稀土光纤和可饱和吸收镜；脉冲相干叠加器包括耦合器、光纤放大器和隔离器，光纤放大器包括第二泵浦激光器、第二波分复用器和第二掺稀土光纤；耦合器的第一端口与第一掺稀土光纤连接，耦合器的第二端口与可饱和吸收反射镜连接；耦合器的第三端口与隔离器的一端连接，耦合器的第四端口与第二波分复用器的浦信号共用端连接，第二波分复用器的信号输出端与第二掺稀土光纤的一端连接，第二掺稀土光纤的另一端与隔离器的另一端连接，第二泵浦激光器与第二波分复用器的泵浦输入端连接。本申请通过在锁模激光器腔内插入脉冲相干叠加器，实现了重频倍增和相位可调，整个多脉冲锁模激光器结构紧凑，输出脉冲噪声低，能有效提高高功率飞秒激光器输出功率极限。
附图说明
[0021]为了更直观地说明现有技术以及本申请，下面给出几个示例性的附图。应当理解，附图中所示的具体形状、构造，通常不应视为实现本申请时的限定条件；例如，本领域技术人员基于本申请揭示的技术构思和示例性的附图，有能力对某些单元(部件)的增/减/归属划分、具体形状、位置关系、连接方式、尺寸比例关系等容易作出常规的调整或进一步的优化。
[0022]图1为本申请提供的一种多脉冲锁模激光器的结构示意图；
[0023]图2为本申请提供的脉冲相干叠加器结构示意图；
[0024]图3为本申请提供的多脉冲锁模激光器输出脉冲基频信号以及基频与脉冲叠加信号，其中，(a)为不插入脉冲相干叠加器时300MHz多脉冲锁模激光器输出脉冲基频信号，(b)为插入1个脉冲相干叠加器时600MHz脉冲信号；
[0025]图4为本申请提供的一种在脉冲发生器中插入多个脉冲相干叠加器的多脉冲锁模激光器结构示意图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1、多脉冲锁模激光器；11、第一泵浦激光器；12、第一波分复用器；121、第一泵浦输入端；122、第一信号输出端；123、第一泵浦信号共用端；13、光纤光栅；14、第一掺稀土光纤；
15、脉冲相干叠加器；151、耦合器；1511、第一端口；1512、第二端口；1513、第三端口；1514、第四端口；152、第二泵浦激光器；153、第二波分复用器；1531、第二泵浦输入端；1532、第二泵浦信号共用端；1533、第二信号输出端；154、第二掺稀土光纤；155、隔离器；16、可饱和吸收镜；2、含有多个脉冲相干叠加器的多脉冲锁模激光器。
具体实施方式
[0028]以下结合附图，通过具体实施例对本申请作进一步详述。
[0029]在本申请的描述中：除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”等旨在区别指代的对象，而不具有技术内涵方面的特别意义(例如，不应理解为对重要程度或次序等的强调)。“包括”、“包含”、“具有”等表述方式，同时还意味着“不限于”(某些单元、部件、材料、步骤等)。
[0030]本申请中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，通常是为了便于对照附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多脉冲锁模激光器，其特征在于，包括脉冲发生器和脉冲相干叠加器，所述脉冲发生器包括第一掺稀土光纤和可饱和吸收镜；所述脉冲相干叠加器包括耦合器、光纤放大器和隔离器，所述光纤放大器包括第二泵浦激光器、第二波分复用器和第二掺稀土光纤；所述耦合器的第一端口与所述第一掺稀土光纤连接，所述耦合器的第二端口与所述可饱和吸收反射镜连接；所述耦合器的第三端口与所述隔离器的一端连接，所述耦合器的第四端口与所述第二波分复用器的泵浦信号共用端连接，所述第二波分复用器的信号输出端与所述第二掺稀土光纤的一端连接，所述第二掺稀土光纤的另一端与所述隔离器的另一端连接，所述第二泵浦激光器与所述第二波分复用器的泵浦输入端连接。2.根据权利要求1所述的多脉冲锁模激光器，其特征在于，所述脉冲相干叠加器为环形。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：万威，何飞，李兆东，陈抗抗，
申请(专利权)人：武汉安扬激光技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：