[發明專利]一種被動鎖模導引增益調制的雙波長脈沖光纖激光器

有效

• 申請號: 201210589827.1
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103022869A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 李劍峰;羅鴻禹;何雨蓮;李靜;劉永
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/098;H01S3/11
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

技術領域

?本發明屬于中紅外激光技術領域，特別涉及一種被動鎖模導引增益調制的雙波長脈沖光纖激光器。

背景技術????

波長為2~5?μm的中紅外脈沖激光光源在醫療（激光微創手術）、國防（激光對抗制導）以及大氣通信等方面有著重要的應用。光纖激光器具有激光閾值低、輸出光束質量好、轉換效率高、柔韌性與靈活性好、易于集成等顯著優點，因此發展中紅外脈沖光纖激光器有著重要的科學意義和應用價值。目前實現光纖脈沖激光的方式主要有三種：1.?增益調制，2.?調Q（包括主動調?Q和被動調Q），3.?鎖模（包括主動鎖模和被動鎖模）。增益調制方式是通過脈沖泵浦的方式對激光躍遷上能級的粒子數進行周期性調制，實現激光的脈沖輸出，但是該方式需要對泵浦激光器進行脈沖調制，容易損壞泵浦激光器和光纖端面。調Q方式主要用于實現ns量級的脈沖激光，而鎖模方式則一般用于實現ps乃至fs量級的超短脈沖激光。目前中紅外脈沖光纖激光的研究大都集中于實現單波長的脈沖，為了滿足實際需求，雙波長乃至多波長脈沖光纖激光的研究得到了人們的重視。最近，已報道通過主動調Q和主動調Q導引增益調制的方式實現雙波長中紅外脈沖激光，然而主動調Q所引入的調制晶體使得該方法結構復雜，且使光纖激光器失去了固有的靈活、緊湊、體積小等優點，成本也非常昂貴。

發明內容

本發明為了實現上述目的采用以下技術方案:

一種被動鎖模導引增益調制的雙波長脈沖光纖激光器，其特征在于：包括用來產生連續泵浦光的泵浦源（1）、用于對泵浦光合束的偏振合束器（2）、對泵浦光高透，對激光高反，用于導引諧振激光的二色鏡（3）、耦合透鏡（4）、半導體可飽和吸收鏡（5）、摻Ho³⁺或Er³⁺ZBLAN光纖（7）、以及三個光柵，光纖布拉格光柵（6）、第一啁啾光纖光柵（8）、第二啁啾光纖光柵（9）和輸出端（10），所述泵浦源（1）采用LD泵浦源或半導體激光器泵浦源；所述耦合透鏡（4）用于將產生的泵浦光耦合進所述摻Ho³⁺或Er³⁺ZBLAN光纖（7）中；所述二色鏡（3）與光纖呈45度夾角；所述半導體可飽和吸收鏡（5）與所述摻Ho³⁺或Er³⁺ZBLAN光纖（7）水平放置，同時與二色鏡（3）呈45度夾角；所述光纖布拉格光柵（6）和第一啁啾光纖光柵（8）刻寫在所述摻Ho³⁺或Er³⁺ZBLAN光纖（7）上，構成一個激光諧振腔；所述摻Ho³⁺或Er³⁺ZBLAN光纖（7）上的第二啁啾光纖光柵（9）和半導體可飽和吸收鏡（5）構成另一激光諧振腔。

上述方案中，所述半導體激光器波長為975?nm時采用摻Er³⁺ZBLAN光纖；LD泵浦源所述波長為1150?nm時所采用的是摻Ho³⁺ZBLAN光纖。

上述方案中，當采用摻Ho³⁺或摻Er³⁺ZBLAN光纖時，若對3.0?μm或2.7?μm波長激光進行鎖模，則第二啁啾光纖光柵（9）和半導體可飽和吸收鏡（5）是3.0?μm或2.7?μm波長的激光諧振腔，光纖布拉格光柵（6）和第一啁啾光纖光柵（8）是2.1?μm或1.6?μm波長的激光諧振腔；若對2.1?μm或1.6?μm波長激光進行鎖模，則第二啁啾光纖光柵（9）和半導體可飽和吸收鏡（5）是2.1?μm或1.6?μm波長的激光諧振腔，光纖布拉格光柵（6）和第一啁啾光纖光柵（8）是3.0?μm或2.7?μm波長的激光諧振腔。

上述方案中，所述的摻Ho³⁺或Er³⁺ZBLAN光纖中（7），?Ho³⁺或Er³⁺離子的能級躍遷分別對應2.1?μm或1.6?μm和3.0?μm或2.7?μm波長的躍遷輻射，同時產生兩個波長的脈沖激光輻射。

上述方案中，所述的半導體可飽和吸收鏡作為可飽和吸收體分別對摻Ho³⁺或Er³⁺ZBLAN光纖作為增益光纖構成的激光器中波長為2.1μm或1.6?μm或3.0?μm或2.7?μm的激光進行鎖模，對其級聯激光進行增益調制，產生3.0?μm?或2.7?μm或2.1?μm或1.6?μm的脈沖激光。

本發明的有益效果是：