1μm耗散孤子锁模激光器制造技术

本发明专利技术提供一种1μm耗散孤子锁模激光器，涉及激光技术领域，以解决现有装置采用空间耦合的方式实现，系统的耦合效率比较低，空间耦合设备体积庞大，系统稳定性差不便于实际应用的问题。本发明专利技术包括波分复用器、增益光纤、隔离器与耦合输出元件，其中，还包括带通滤波器、第一偏振控制器与第二偏振控制器，波分复用器、增益光纤、带通滤波器、第一偏振控制器、隔离器、第二偏振控制器与耦合输出元件按光纤顺序连接构成全光纤环形腔，增益光纤的长度为使其在四能级起振长度。本发明专利技术不但可以作为高功率的掺镱激光器高亮度、高光束质量的泵浦源，还可以进一步提高掺镱光纤激光器输出功率，另外其还具有应用于冷放大的潜力。

【技术实现步骤摘要】
1μm耗散孤子锁模激光器
本专利技术涉及一种激光
，特别是涉及一种1μm耗散孤子锁模激光器。
技术介绍
锁模光纤激光器由于具有结构紧凑、成本低廉、散热效果好以及输出光束质量高等优良特性被广泛应用于光通信、微加工及光电探测系统等领域。随着光纤技术以及锁模技术的不断发展与进步，光纤激光器输出超短脉冲的性能与部分参数已经达到甚至超过传统的固体飞秒激光器，有望成为超快激光应用的一种普及化理想光源。在众多的锁模光纤激光器中，以掺镱光纤作为增益介质的锁模光纤激光器发展最为迅速。掺镱光纤的光谱特性主要是由镱离子和基质决定的。以磷酸盐为基制的掺镱光纤即掺镱磷酸盐光纤具有从850nm到1050nm的较宽吸收谱和900nm到1100nm宽的发射谱，因此掺镱磷酸盐光纤激光器不存在激发态的吸收、浓度淬灭以及多声子跃迁等消激发过程，可采用多种泵浦源进行泵浦，并且有利于实现宽范围的波长可调谐和超短脉冲输出。当前高功率的光纤激光器主要以1μm波段的四能级的掺镱光纤激光器为主，这是由镱离子的能级结构决定的。1μm波段的激光器可以作为高功率的掺饵、掺镱激光器高亮度、高光束质量的泵浦源，可以进一步提高掺镱、掺饵光纤激光器输出功率，也有利于扩展掺镱光纤激光器光源范围，并对特殊波长光纤研究制备具有启示作用，另外1μm光纤激光器具有应用于冷放大的潜力。目前，对于1μm掺镱锁模光纤激光器国内外鲜有研究及报道。2003年，芬兰坦佩雷科技大学的O.G.Okhotnikov等人用SESAM作为锁模元件，光通过准直聚焦系统聚焦到SESAM上，腔内插入一对光栅对引入负色散以平衡腔内正色散，通过优化多量子井效应半导体可饱和吸收体的频带间能量及反射特性，获得了调谐范围在980nm-1070nm，输出功率3mW，脉宽1.6ps-2ps的锁模光纤激光器。此中掺镱锁模激光器采用空间耦合的方式实现，系统的耦合效率比较低，空间耦合设备体积庞大，系统稳定性差不便于实际应用。因此，当下需要迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新的提出一种有效的措施，以满足实际应用的需求。
技术实现思路
针对上述问题中存在的不足之处，本专利技术提供一种1μm耗散孤子锁模激光器，使其不但可以作为高功率的掺饵、掺镱激光器高亮度、高光束质量的泵浦源，还可以进一步提高掺镱、掺饵光纤激光器输出功率，另外其还具有应用于冷放大的潜力。为了解决上述问题，本专利技术提供一种1μm耗散孤子锁模激光器，包括波分复用器、增益光纤、隔离器与耦合输出元件，其特征在于，还包括带通滤波器、第一偏振控制器与第二偏振控制器，所述波分复用器、所述增益光纤、所述带通滤波器、所述第一偏振控制器、所述隔离器、所述第二偏振控制器与所述耦合输出元件按光纤顺序连接构成全光纤环形腔，所述增益光纤的长度为使其在四能级起振长度，通过所述带通滤波器对脉冲输出光谱的抑制作用，实现中心波长在1μm的激光输出。优选的，所述带通滤波器为中心波长是980nm的带通滤波器，其两端采用熔接方式分别与所述波分复用器以及所述第一偏振控制器相连，所述带通滤波器为980nm光束提供附加的振幅调制作用，切削全正色散腔中被展宽成啁啾宽脉冲的脉冲边带，窄化脉冲；耗散孤子脉冲由所述带通滤波器产生。优选的，所述第一偏振控制器与所述第二偏振控制器均为嵌入式的偏振控制器，通过调节所述第一偏振控制器与所述第二偏振控制器的压力及偏转角度以实现锁模。优选的，所述增益光纤为掺镱光纤，其采用熔接方式与所述波分复用器相连，所述掺镱光纤选用高掺杂的普通掺镱光纤、掺镱磷酸盐光纤、或以石英为基质的掺镱光纤。优选的，所述耦合输出元件为偏振分束器，其两端分别与所述第二偏振控制器以及所述波分复用器相连；所述偏振分束器的分光比为3：7，光束经偏振分束器分束后，30%的信号光被耦合输出，70%的信号光被保留继续传输。优选的，还包括泵浦光源，所述泵浦光源的输出端与所述波分复用器的输入端相连，调节波分复用器以增加泵浦光束输出的光功率，所述泵浦光源为915nm半导器激光器。优选的，所述泵浦光源的数量与所述波分复用器的数量相同。优选的，所述泵浦光源包括第一泵浦光源与第二泵浦光源，所述波分复用器包括第一波分复用器与第二波分复用器，所述第一泵浦光源的输出端与所述第一波分复用器的输入端相连，所述第二泵浦光源的输出端与所述第二波分复用器的输入端相连。优选的，所述第一波分复用器与所述第二波分复用器分别设置在所述增益光纤的两端，并且采用熔接方式分别与所述增益光纤相连。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术通过光纤熔接工艺实现全光纤结构，以915nm单模半导体激光器为泵浦源，采用双端泵浦方式，以非线性偏振旋转锁模方式实现锁模，在腔内插入通带范围960-990的带通滤波器限制输出光谱范围及实现稳定锁模，获得锁模重频17.786MHz，最大输出功率30mW，输出光谱中心波长1000nm；不但可以作为高功率的掺饵、掺镱激光器高亮度、高光束质量的泵浦源，还可以进一步提高掺镱、掺饵光纤激光器输出功率，另外其还具有应用于冷放大的潜力。附图说明图1是本专利技术第一实施例的结构示意图；图2是本专利技术第二实施例的结构示意图。主要元件符号说明如下：1-第一泵浦光源2-第二泵浦光源3-第一波分复用器4-第二波分复用器5-增益光纤6-带通滤波器7-第一偏振控制器8-第二偏振控制器9-隔离器10-偏振分束器11-泵浦光源12-波分复用器具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本专利技术作进一步详细说明。但所举实例不作为对本专利技术的限定。如图1所示，本实施例包括波分复用器、增益光纤5、隔离器9与耦合输出元件，其中，还包括带通滤波器6、第一偏振控制器7与第二偏振控制器8，波分复用器、增益光纤5、带通滤波器6、第一偏振控制器7、隔离器9、第二偏振控制器8与耦合输出元件按光纤顺序连接构成全光纤环形腔，增益光纤的长度为使其在四能级起振长度。在增益光纤中存在三、四能级的增益竞争问题，通过合理的选择增益光纤的长度，使得其只有四能级起振，而四能级的1030nm对应着镱离子的一个发射峰，且其吸收截面非常的小，使得1030nm阈值低特别容易起振，但是由于带通滤波器通6带中心波长范围在960-990nm之间，其对脉冲输出光谱有限制作用，1030nm光不在带通滤波器6的通带范围内而被抑制，使得受激发射截面相对比较大且在带通滤波器6通带范围内的1μm波段的光起振，因此实现了中心波长在1μm的激光输出。全光纤环形腔结构紧凑，稳定性相比空间耦合方式要好，具有较低的激光阈值和损耗。泵浦光源的最大输出功率250mW，采用双端泵浦方式经行泵浦，泵浦光通过带有滤波作用的波分复用器耦合进入环形腔中，带尾纤的单模915nm半导体激光器通过熔接的方式与915/980的波分复用器相连。本专利技术也可以采用单端泵浦方式，但是相比双端泵浦方式，输出功率会大大减小。带有滤波作用的波分复用器是作为泵浦光的耦合系统而且由于其特殊的结构对泵浦起到保护作用，防止反馈光将泵浦打坏。增益光纤，其对915nm泵浦光具有高的吸收系数，吸收系数589dB/m。带通滤波器是实现1μm耗散孤子锁模的关键器件之一，其两端分别和波分复用器及隔离器9熔接相连，中心波长为980nm的带通滤波器6可以提供附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种1μm耗散孤子锁模激光器，包括波分复用器、增益光纤、隔离器与耦合输出元件，其特征在于，还包括带通滤波器、第一偏振控制器与第二偏振控制器，所述波分复用器、所述增益光纤、所述带通滤波器、所述第一偏振控制器、所述隔离器、所述第二偏振控制器与所述耦合输出元件按光纤顺序连接构成全光纤环形腔，所述增益光纤的长度为使其在四能级起振长度，通过所述带通滤波器对脉冲输出光谱的抑制作用，实现中心波长在1μm的激光输出。

【技术特征摘要】
1.一种1μm耗散孤子锁模激光器，包括波分复用器、增益光纤、隔离器与耦合输出元件，其特征在于，还包括带通滤波器、第一偏振控制器与第二偏振控制器，所述波分复用器包括第一波分复用器与第二波分复用器；所述第一波分复用器、所述增益光纤、所述第二波分复用器、所述带通滤波器、所述第一偏振控制器、所述隔离器、所述第二偏振控制器与所述耦合输出元件按光纤顺序连接构成全光纤环形腔，所述增益光纤的长度为使其在四能级起振长度，通过所述带通滤波器对脉冲输出光谱的抑制作用，实现中心波长在1μm的激光输出；所述带通滤波器为中心波长是980nm的带通滤波器，其两端采用熔接方式分别与所述第二波分复用器以及所述第一偏振控制器相连，所述带通滤波器为980nm光束提供附加的振幅调制作用，切削全正色散腔中被展宽成啁啾宽脉冲的脉冲边带，窄化脉冲；耗散孤子脉冲由所述带通滤波器产生。2.根据权利要求1所述的1μm耗散孤子锁模激光器，其特征在于，所述第一偏振控制器与所述第二偏振控制器均为嵌入式的偏振控制器，通过调节所述第一偏振控制器与所述第二偏振控制器的压力及偏转角度以实现锁模。3.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李平雪，姚毅飞，池俊杰，胡浩伟，张光举，赵自强，杨春，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：