[發明專利]一種基于光譜壓縮放大的自相似鎖模光纖飛秒激光器

有效

• 申請號: 201410429493.0
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104242025B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 王思佳
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/098;H01S3/081
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 安麗

1.一種基于光譜壓縮放大的自相似鎖模光纖飛秒激光器，其特征在于包括：光纖耦合輸出激光二極管(1)、波分復用耦合器(2)、摻鐿單模光纖(3)、光纖頻譜濾波器(4)、單模光纖(5)、第一光纖準直器(6)、第一四分之一波片(7)、第一二分之一波片(8)、偏振分光棱鏡(9)、第一45°反射鏡(10)、第二二分之一波片(11)；第一光柵(12)、第二光柵(13)、爬高鏡(14)、第二四分之一波片(15)、第二光纖準直器(16)、光纖隔離器(17)和第二45°反射鏡(18)；

光纖耦合輸出激光二極管(1)作為所述飛秒激光器的泵浦光源，輸出泵浦光經由波分復用耦合器(2)的泵浦端耦合入摻鐿單模光纖(3)產生激光，波分復用耦合器(2)的輸出端直接與摻鐿單模光纖(3)熔接；

摻鐿單模光纖(3)作為所述飛秒激光器的增益介質放大負啁啾脈沖，利用摻鐿單模光纖(3)的自相位調制作用感應正頻率啁啾以平衡初始負啁啾，使得負啁啾脈沖的長、短波部分脈沖能量重新分布，不斷向中心波長附近集中，在放大負啁啾脈沖能量的同時實現負啁啾脈沖光譜非線性壓縮，在摻鐿單模光纖(3)后形成窄帶的高峰值功率的無啁啾皮秒脈沖；

摻鐿單模光纖(3)輸出端直接與光纖頻譜濾波器(4)熔接，光纖頻譜濾波器(4)消除脈沖非線性光譜壓縮后殘余的低功率光譜旁瓣；

光纖頻譜濾波器(4)后面熔接有單模光纖(5)，所述無啁啾皮秒脈沖在單模光纖(5)的自相位調制和正群速度色散作用下完成自相似演化和光譜展寬，形成寬帶的線性啁啾拋物線脈沖；

單模光纖(5)之后熔接有第一光纖準直器(6)，將所述線性啁啾拋物線脈沖從單模光纖(5)中耦合輸出至空間，依次經過第一四分之一波片(7)和第一二分之一波片(8)，將所述寬帶線性啁啾拋物線脈沖的偏振態從橢圓偏振光調整為線性偏振光；

偏振態調整為線性偏振光的寬帶線性啁啾拋物線脈沖通過偏振分光棱鏡(9)分為兩部分，一部分通過偏振分光棱鏡(9)反射端輸出，作為所述飛秒激光器的輸出；另一部分通過偏振分光棱鏡(9)透射到第一45°反射鏡(10)上，經過第一45°反射鏡(10)改變光路傳輸方向后，再經過第二二分之一波片(11)之后，寬帶線性啁啾拋物線脈沖進入由第一光柵(12)和第二光柵(13)構成的光柵對，寬帶線性啁啾拋物線脈沖通過所述光柵對之后由爬高鏡(14)折返，再次進入所述光柵對，通過所述光柵對之后變為負啁啾脈沖，負啁啾脈沖依次通過第二二分之一波片(11)和第二45°反射鏡(18)，第二45°反射鏡(18)將負啁啾脈沖改變方向，負啁啾脈沖之后經過第二四分之一波片(15)從線性偏振光再次轉換為橢圓偏振光，之后通過第二光纖準直器(16)進入光纖隔離器(17)，保證負啁啾脈沖沿單一方向傳輸，光纖隔離器(17)的輸出端與波分復用耦合器(2)的信號輸入端熔接，負啁啾脈沖通過光纖隔離器(17)和波分復用耦合器(2)之后，再次進入摻鐿單模光纖(3)進行光譜壓縮放大，完成一次腔內激光脈沖振蕩循環。

2.根據權利要求1所述的一種基于光譜壓縮放大的自相似鎖模光纖飛秒激光器，其特征在于：所述飛秒激光器為非線性偏振旋轉環形激光腔結構。

3.根據權利要求1所述的一種基于光譜壓縮放大的自相似鎖模光纖飛秒激光器，其特征在于：所述飛秒激光器的輸出耦合比率通過旋轉第一四分之一波片(7)和第一二分之一波片(8)進行調整。

4.根據權利要求1所述的一種基于光譜壓縮放大的自相似鎖模光纖飛秒激光器，其特征在于：所述第二二分之一波片(11)將寬帶線性啁啾拋物線脈沖的偏振方向調整為光柵對最大衍射效率方向。

5.根據權利要求1所述的一種基于光譜壓縮放大的自相似鎖模光纖飛秒激光器，其特征在于：所述爬高鏡(14)包括兩個45°反射鏡，該兩個45°反射鏡之間夾角為90°。

6.根據權利要求1所述的一種基于光譜壓縮放大的自相似鎖模光纖飛秒激光器，其特征在于：所述負啁啾脈沖啁啾量的大小通過調整第一光柵(12)和第二光柵(13)間距實現。