一种横模可切换的被动锁模光纤激光器及光学通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种横模可切换的被动锁模光纤激光器及光学通信系统，涉及超快光学技术领域。其中，所述被动锁模光纤激光器包括：泵浦源和激光谐振腔；所述激光谐振腔包括沿光传播方向依次连接的波分复用器、增益光纤、少模隔离器、第一偏振控制器、可饱和吸收体、第二偏振控制器、模式选择型光子灯笼和少模耦合器。相较于现有技术，本发明专利技术插入损耗小、空间模式选择灵活性高，可广泛应用于通信、工业加工、探测等领域。等领域。等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种横模可切换的被动锁模光纤激光器及光学通信系统


[0001]本专利技术涉及超快光学
，更具体地，涉及一种横模可切换的被动锁模光纤激光器及光学通信系统。

技术介绍

[0002]当前在超快光学领域，时空锁模光纤激光器引起了科学家的广泛关注。时空锁模光纤激光器，是超短脉冲光纤激光器的一种，其支持横向模式和纵向模式的同时锁定，在谐振腔内产生复杂的非线性动力学效应，对于光纤中非线性的研究具有重大意义。
[0003]时空锁模光纤激光器可以同时锁定多个横向模式，但目前对于激光器产生可切换横向模式的研究仍较为稀缺。横向模式，是光波电磁场在光纤横截面上的一种空间分布形式；横模可切换，即在同一激光器内实现不同横向模式的锁模脉冲输出，可以从一个横向模式切换到另一横向模式，例如从基模切换到高阶模、从一个高阶模切换到另一个高阶模等，具有广泛的应用前景。
[0004]基模激光的光斑通常呈现圆形形式，而高阶模激光的光斑通常呈现多瓣状分布，由于具有更多的信息量及自由度，目前高阶模已经广泛应用于许多方面。已见现有技术用于产生高阶模，包括采用错位熔接、长周期光纤光栅、声致光纤光栅、少模光纤布拉格光栅和模式选择耦合器等方案。其中，使用错位熔接技术激发高阶模的方案，其产生的高阶模脉冲无法进行横向模式的切换；使用光纤光栅的方案中大部分只能产生一个横向模式，少部分可以在不同波长处产生不同的模式，但其依赖于光纤光栅的反射谱，实现横向模式的切换受限较大；使用单个模式选择耦合器的方案仅可以实现单个高阶模式的输出，通过串联多个模式选择耦合器的方案则可实现多个横向模式的输出，但是插入损耗较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术为克服上述实现横模可切换的现有技术所述插入损耗大、受限大的缺陷，提供一种横模可切换的被动锁模光纤激光器及光学通信系统。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0007]第一方面，一种横模可切换的被动锁模光纤激光器，包括：泵浦源和激光谐振腔；所述激光谐振腔包括沿光传播方向依次连接的波分复用器、增益光纤、少模隔离器、第一偏振控制器、可饱和吸收体、第二偏振控制器、模式选择型光子灯笼和少模耦合器；
[0008]所述泵浦源出射的泵浦光经过所述波分复用器进行合束后，经过所述增益光纤产生受激辐射光，所述受激辐射光依次经过所述少模隔离器、第一偏振控制器、可饱和吸收体和第二偏振控制器进行偏振态调节和锁模，再通过所述模式选择型光子灯笼进行横模切换；
[0009]其中，所述受激辐射光在所述激光谐振腔内循环往复，直至所述受激辐射光的强度达到预设的激光起振阈值后，经所述少模耦合器输出脉冲激光；所述少模耦合器的第一端口与所述模式选择型光子灯笼的输出端连接，所述少模耦合器的第二端口与所述波分复
用器的信号端连接，所述少模耦合器的第三端口用于输出脉冲激光。
[0010]作为优选的技术手段，所述增益光纤为掺铒光纤。
[0011]作为优选的技术手段，所述泵浦源为单模输出。
[0012]进一步地，所述泵浦源的输出波长为974nm
‑
980nm或1460nm
‑
1490nm。
[0013]作为优选的技术手段，所述波分复用器为少模波分复用器。
[0014]作为优选的技术手段，所述第一偏振控制器和/或第二偏振控制器为手动挤压式偏振控制器或三环型偏振控制器。
[0015]作为优选的技术手段，所述可饱和吸收体的调制深度为2％
‑
55％。
[0016]作为优选的技术手段，所述少模耦合器的耦合比为95:5、90:10、80:20或70:30。
[0017]作为优选的技术手段，所述模式选择型光子灯笼为三模选模光子灯笼或六模选模灯笼。
[0018]第二方面，一种光学通信系统，包括第一方面所述的被动锁模光纤激光器。
[0019]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
[0020]本专利技术提出了一种横模可切换的被动锁模光纤激光器及光学通信系统，其中所述被动锁模光纤激光器使用可饱和吸收体作为锁模器件，采用模式选择性光子灯笼激励高阶模，基于各器件间的配合，在腔内多次转换，实现了横模可切换的被动锁模光纤激光器的锁模超短脉冲输出。相较于现有技术，本专利技术插入损耗小、空间模式选择灵活性高，可广泛应用于通信、工业加工、探测等领域。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例1的被动锁模光纤激光器的结构示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例1的被动锁模光纤激光器基模LP
01
输出的模场强度分布示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例1的被动锁模光纤激光器基模LP
01
输出的脉冲序列图；
[0024]图4为本专利技术实施例1的被动锁模光纤激光器高阶模LP
11a
输出的模场强度分布示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例1的被动锁模光纤激光器高阶模LP
11a
输出的脉冲序列图；
[0026]图6为本专利技术实施例1的被动锁模光纤激光器高阶模LP
11b
输出的模场强度分布示意图；
[0027]图7为本专利技术实施例1的被动锁模光纤激光器高阶模LP
11b
输出的脉冲序列图；附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0028]1‑
泵浦源；2
‑
波分复用器；3
‑
增益光纤；4
‑
少模隔离器；5
‑
第一偏振控制器；6
‑
可饱和吸收体；7
‑
第二偏振控制器；8
‑
模式选择型光子灯笼；9
‑
少模耦合器。
具体实施方式
[0029]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便
包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。
[0030]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0031]为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
[0032]对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0033]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。
[0034]实施例1
[0035]本实施例提出一种横模可切换的被动锁模光纤激光器，参阅图1，包括：泵浦源1和激光谐振腔；所述激光谐振腔包括沿光传播方向依次连接的波分复用器2、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种横模可切换的被动锁模光纤激光器，其特征在于，包括：泵浦源(1)和激光谐振腔；所述激光谐振腔包括沿光传播方向依次连接的波分复用器(2)、增益光纤(3)、少模隔离器(4)、第一偏振控制器(5)、可饱和吸收体(6)、第二偏振控制器(7)、模式选择型光子灯笼(8)和少模耦合器(9)；所述泵浦源(1)出射的泵浦光经过所述波分复用器(2)进行合束后，经过所述增益光纤(3)产生受激辐射光，所述受激辐射光依次经过所述少模隔离器(4)、第一偏振控制器(5)、可饱和吸收体(6)和第二偏振控制器(7)进行偏振态调节和锁模，再通过所述模式选择型光子灯笼(8)进行横模切换；其中，所述受激辐射光在所述激光谐振腔内循环往复，直至所述受激辐射光的强度达到预设的激光起振阈值后，经所述少模耦合器(9)作为脉冲激光输出；所述少模耦合器(9)的第一端口与所述模式选择型光子灯笼(8)的输出端连接，所述少模耦合器(9)的第二端口与所述波分复用器(2)的信号端连接，所述少模耦合器(9)的第三端口用于输出脉冲激光。2.根据权利要求1所述的一种横模可切换的被动锁模光纤激光器，其特征在于，所述增益光纤(3)为掺铒光纤。3.根据权利要求1所述的一种横模可切换的被动锁模光纤激光器，其特征在于，所述泵浦源(1)为单模...

【专利技术属性】
技术研发人员：许鸥，罗炜嘉，王珊，曾研，董江莉，付松年，秦玉文，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：