[實(shí)用新型]高功率可調(diào)諧脈沖光纖激光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420545048.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN204118459U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭春雨;林懷欽;阮雙琛;劉偉琪;余軍;溫如華;華萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/067
• 分類號(hào): H01S3/067;H01S3/10;H01S3/098;H01S3/091
• 代理公司: 深圳市恒申知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 陳健

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于激光器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光纖非線性被動(dòng)鎖模種子源的高功率可調(diào)諧脈沖光纖激光器、以及基于該高功率可調(diào)諧脈沖光纖激光器泵浦的超連續(xù)譜光源。

背景技術(shù)

超寬帶光源在生活的各個(gè)方面都有著廣泛的需求。作為常規(guī)寬帶光源的白熾燈和熒光燈的光譜范圍比較寬，但是發(fā)光亮度較低，并且不是相干光，光束質(zhì)量也較差；激光雖然具有很好的空間相干性和很高的亮度，且具有良好的單模光束質(zhì)量，但激光通常是單色的。而基于激光泵浦的超連續(xù)譜光源可以很好地解決這一矛盾。

超連續(xù)譜(SC)是指一束高強(qiáng)度的激光脈沖通過(guò)非線性介質(zhì)后，產(chǎn)生的遠(yuǎn)大于其入射光譜的寬帶光譜。由于具有好的空間相干性、高亮度、超寬帶特性，超連續(xù)譜光源可以同時(shí)擁有白熾燈一樣的譜寬和激光器一樣的高亮度，它相當(dāng)于一個(gè)超寬帶激光器，在生物醫(yī)學(xué)、激光光譜學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、遙感探測(cè)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。

寬帶、高平坦光譜輸出是超連續(xù)譜研究追求的核心目標(biāo)。當(dāng)前產(chǎn)生超連續(xù)譜的主流技術(shù)是利用高功率光纖激光器泵浦光子晶體光纖或非線性光纖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。寬帶平坦超連續(xù)譜的產(chǎn)生對(duì)于泵浦波長(zhǎng)和光纖零色散波長(zhǎng)的相對(duì)位置有著非常苛刻的要求：泵浦激光波長(zhǎng)要位于光纖反常色散區(qū)并且盡量接近光纖零色散波長(zhǎng)，以利于泵浦演化的超短脈沖擴(kuò)展到正常色散區(qū)，二者之間10nm以上的偏差就會(huì)導(dǎo)致超連續(xù)譜光譜質(zhì)量明顯下降。然而，由于光纖拉制工藝上的限制，實(shí)際拉制出來(lái)的光纖零色散波長(zhǎng)與所設(shè)計(jì)的光纖零色散波長(zhǎng)存在一定偏差，而且當(dāng)前用于超連續(xù)譜產(chǎn)生的光纖激光器通常具有固定的激光波長(zhǎng)，因而對(duì)超連續(xù)譜短波擴(kuò)展及平坦度的提高產(chǎn)生了諸多限制。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題在于提供一種高功率可調(diào)諧脈沖光纖激光器，該激光器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可調(diào)諧，高功率，全光纖化的特點(diǎn)。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高功率可調(diào)諧脈沖光纖激光器，其特征在于，在光路方向上依次包括：基于光纖非線性效應(yīng)的可調(diào)諧被動(dòng)鎖模光纖激光器、寬帶光纖耦合器、功率預(yù)放大級(jí)、功率主放大級(jí)；其中，所述基于光纖非線性效應(yīng)的可調(diào)諧被動(dòng)鎖模光纖激光器輸出的激光脈沖的波長(zhǎng)可調(diào)諧。

進(jìn)一步地，在所述基于光纖非線性效應(yīng)的可調(diào)諧被動(dòng)鎖模光纖激光器與所述寬帶光纖耦合器之間，還設(shè)置有：

第一寬帶光纖隔離器，用于保證可調(diào)諧脈沖激光的單向傳輸，避免其后續(xù)光路中反饋的激光對(duì)其前級(jí)光路造成損傷。

進(jìn)一步地，所述寬帶光纖耦合器為2×2寬帶光纖耦合器，其中一個(gè)高耦合比輸入臂連接所述第一寬帶光纖隔離器的輸出端，低耦合比輸入臂用于監(jiān)測(cè)后級(jí)系統(tǒng)中的反饋激光，高耦合比輸出臂連接功率預(yù)放大級(jí)的種子輸入端，低耦合比輸出臂用于監(jiān)測(cè)輸出激光的波長(zhǎng)及時(shí)域特性。

進(jìn)一步地，在所述功率預(yù)放大級(jí)與所述功率主放大級(jí)之間，還設(shè)置有：

第二寬帶光纖隔離器，用于保證可調(diào)諧脈沖激光的單向傳輸，避免其后續(xù)光路中反饋的激光對(duì)其前級(jí)光路造成損傷。

進(jìn)一步地，所述功率預(yù)放大級(jí)包括多個(gè)級(jí)聯(lián)的光纖放大器。

進(jìn)一步地，所述功率主放大級(jí)包括：

泵浦源；

增益介質(zhì)；

光纖合束器，其種子臂連接所述預(yù)放大級(jí)輸出端，接收所述預(yù)放大級(jí)輸出的激光脈沖，其泵浦臂連接所述泵浦源，其輸出端連接所述增益介質(zhì)；所述泵浦源通過(guò)其泵浦臂合束泵浦后級(jí)增益介質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述泵浦源包括多個(gè)光纖輸出半導(dǎo)體激光器。

進(jìn)一步地，所述增益介質(zhì)為有源摻雜雙包層光纖。

本實(shí)用新型所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于如上所述的高功率可調(diào)諧脈沖光纖激光器泵浦的超連續(xù)譜光源，包括：

如上所述的高功率可調(diào)諧脈沖光纖激光器；

與所述高功率可調(diào)諧脈沖光纖激光器熔接的超連續(xù)譜產(chǎn)生光纖，其零色散波長(zhǎng)位于高功率可調(diào)諧脈沖光纖激光器增益區(qū)內(nèi)，用于將高功率脈沖激光在其中演化為寬帶高平坦超連續(xù)譜。

進(jìn)一步地，所述超連續(xù)譜產(chǎn)生光纖的輸出端連接有用于防止輸出端面激光反射的光纖端帽。

本實(shí)用新型所提供的高功率可調(diào)諧脈沖光纖激光器，基于光纖非線性被動(dòng)鎖模種子源、功率預(yù)放大級(jí)、功率主放大級(jí)實(shí)現(xiàn)，可作為產(chǎn)生超連續(xù)譜的泵浦源。利用摻鐿、摻銩、摻鉺或鉺鐿共摻等有源摻雜光纖激光器種子源和放大器，可以實(shí)現(xiàn)1μm、2μm及1.5μm等波段的高功率可調(diào)諧脈沖光纖激光器，進(jìn)而泵浦色散匹配的高非線性光纖或光子晶體光纖，實(shí)現(xiàn)寬帶高平坦的超連續(xù)譜輸出，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，波長(zhǎng)調(diào)諧方便，成本低，而且具有全光纖化的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明