[發明專利]高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器

無效

• 申請號: 201110276463.7
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102368585A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 王璞;劉江
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/098;H01S3/08;H01S3/094
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域

本發明涉及一種高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器，屬于激光技術及其非線性光學領域。

背景技術

高功率超短脈沖光纖激光器，通常由低功率種子源和多級功率放大器組成。低功率種子源決定了激光的輸出波長、脈沖寬度、重復頻率等關鍵性能，而功率放大器決定了激光輸出的平均功率、脈沖能量和峰值功率等。由于高功率超短脈沖光纖激光種子源的重復頻率一般在500kHz～100MHz之間，所以種子源經過光纖放大器之后平均輸出功率小于百瓦量級。在保持同等激光峰值功率的情況下，為了得到更高的平均輸出功率，可通過增加激光種子源的重復頻率或脈沖寬度來實現。目前，常用的高重復頻率的種子源主要有脈沖增益開關半導體激光器、被動鎖模的VECSEL激光器，以及諧波被動鎖模的光纖激光器等。然而脈沖增益開關半導體激光器具有結構復雜、生產成本高等不足；而諧波被動鎖模光纖激光器抖動較大、環境穩定性相對較差；高重復頻率被動鎖模光纖激光器由于不需要任何外界的有源調制器件，因此激光系統結構簡單、成本低廉近年來而備受青睞。目前，全光纖結構被動鎖模光纖激光器最高重復頻率在200MHz左右，激光脈沖寬度為幾百飛秒量級，經過多級光纖放大器之后輸出功率也小于百瓦水平。而對于某些特殊的應用，比如高功率超連續譜光源的產生，不僅需要作為泵浦源的超短脈沖激光器具有較窄的脈沖寬度，而且還需要較高的平均輸出功率(百瓦量級)。因此對于實際應用非常迫切的需要高功率、高重復頻率(GHz)的超短脈沖全光纖激光器。

發明內容

本發明提出了一種高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器，利用反射式的可飽和吸收體與光纖光柵之間構成線形結構的超短激光諧振腔，從而實現重復頻率達百MHz的被動鎖模超短激光脈沖輸出。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

一種高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器，包括激光泵浦源、波分復用器、光纖光柵、稀土摻雜光纖、反射式可飽和吸收體等。其特征在于：激光泵浦源連接波分復用器的泵浦輸入端；波分復用器的公共端連接光纖光柵；光纖光柵的另一端連接稀土摻雜光纖；稀土摻雜光纖的另一端直接與反射式可飽和吸收體耦合；波分復用器的信號端作為鎖模超短激光脈沖的輸出端；光纖光柵與反射式可飽和吸收體之間構成線形激光諧振腔；反射式可飽和吸收體作為激光被動鎖模器件。

一種高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器，其特征在于：激光泵浦源連接波分復用器的泵浦輸入端；波分復用器的公共端連接稀土摻雜光纖；稀土摻雜光纖的另一端連接光纖光柵；光纖光柵的另一端作為鎖模超短激光脈沖的輸出端；波分復用器的信號端直接與反射式可飽和吸收體耦合；反射式可飽和吸收體與光纖光柵之間構成線形激光諧振腔；反射式可飽和吸收體作為激光被動鎖模器件。

上述的激光泵浦源為半導體激光器、固體激光器、光纖激光器或拉曼激光器；且激光泵浦源輸出激光的中心波長為λ，500nm≤λ≤2000nm。

上述的光纖光柵的反射率為R；中心波長為λ；3dB光譜帶寬為w，其中：1％＜R＜99％；500nm＜λ＜3000nm；0.01nm＜w＜100nm。

上述的稀土摻雜光纖為單包層光纖、雙包層光纖或光子晶體光纖，所摻雜的摻稀土元素包括釹、鐿、鉺、銩、鈥中的一種或多種。

上述的波分復用器、光纖光柵、稀土摻雜光纖為保偏型或非保偏型。

上述的可飽和吸收體為半導體可飽和吸收鏡、碳納米管、石墨烯、氧化石墨烯或石墨烯的聚合物。

上述的高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器可直接使用或作為光纖放大器的種子源使用。

本發明高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器具有以下優點：

本發明采用反射式的可飽和吸收體與光纖光柵之間構成全光纖結構的超短線形激光諧振腔，輸出的被動鎖模激光脈沖具有重復頻率高(GHz)、脈沖寬度窄(飛秒、皮秒)等優點，全光纖化的簡單結構也易于實現工業產業化應用。

附圖說明

圖1為實施例1高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器的結構示意圖。

圖2為實施例1高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器的鎖模脈沖串。

圖3為實施例1高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器的鎖模輸出光譜。

圖4為實施例1高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器的鎖模脈沖寬度。

圖5為實施例2高重復頻率被動鎖模超短脈沖全光纖激光器的結構示意圖。