[發明專利]脈沖光纖激光器及其實現時域脈沖切片的方法

有效

• 申請號: 201610151340.3
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105591273B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 陳偉成
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: H01S3/105
• 分類號: H01S3/105;H01S3/10;H01S3/067
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 張文

1.一種脈沖光纖激光器，包括抽運激光器、主諧振腔和置于主諧振腔內的增益光纖，其特征在于：所述主諧振腔內還設有一微腔，所述微腔包括第一腔鏡、第二腔鏡、單模光纖、壓電陶瓷和與壓電陶瓷相連的外控電壓模塊，單模光纖纏繞在壓電陶瓷上且兩端分別與第一腔鏡和第二腔鏡連接，第一腔鏡和第二腔鏡的另一端通過光纖分別接入光路中；

所述第一腔鏡和第二腔鏡可為光纖光柵、光纖鍍膜端面或拋光光纖端面中的任一種或任意兩種組合構成，第一腔鏡和第二腔鏡的反射率為4％-30％。

2.根據權利要求1所述的脈沖光纖激光器，其特征在于：還包括光纖耦合器、偏振相關/無關隔離器，波分復用器、第一偏振控制器和第二偏振控制器，所述抽運激光器連接所述波分復用器的一個輸入端，所述第一腔鏡連接波分復用器的另一輸入端，沿所述波分復用器的輸出端依次連有增益光纖、光纖耦合器、第一偏振控制器、偏振相關/無關隔離器、第二偏振控制器和第二腔鏡，所述光纖耦合器的輸出端為激光器輸出端。

3.根據權利要求2所述的脈沖光纖激光器，其特征在于：所述主諧振腔的脈沖可由可飽和吸收體、類飽和吸收體或主動調制技術產生，所述可飽和吸收體為石墨烯、碳納米管、黑磷、拓撲絕緣體、硫化物系列二維材料、硒化物系列二維材料、半導體吸收體材料、金或銀納米棒一維材料、酒精或復合材料墨水；所述類飽和吸收體由非線性偏振旋轉技術、非線性環路鏡技術形成；所述主動調制技術為聲光主動調制技術或電光主動調制技術。

4.根據權利要求1所述的脈沖光纖激光器，其特征在于：所述主諧振腔形狀為環形腔、“8”字形腔、“σ”形腔或“％”形腔中的任意一種或任意兩種組成的復合腔。

5.根據權利要求1所述的脈沖光纖激光器，其特征在于：所述微腔可處于主諧振腔內的任意位置。

6.根據權利要求1所述的脈沖光纖激光器，其特征在于：還包括波分復用器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、飽和吸收體反射鏡和光纖光柵，所述主諧振腔為線形腔，所述抽運激光器接所述波分復用器的一個輸入端，所述波分復用器的另一輸入端依次連接增益光纖、第一偏振控制器、第一腔鏡、第二腔鏡、第二偏振控制器和飽和吸收體反射鏡，所述波分復用器的輸出端與光纖光柵的輸入端連接，該光纖光柵的輸入端為激光器輸出端。

7.權利要求1-6任一項權利要求所述的脈沖光纖激光器實現時域脈沖切片的方法，其特征在于，通過所述外控電壓模塊控制施加在所述壓電陶瓷上的電壓大小以獲得壓電陶瓷的不同膨脹狀態，壓電陶瓷擠壓纏繞其上的單模光纖，導致單模光纖產生縱向的微小形變以增加微腔長度，從而增加脈沖切片的時間間距，實現脈沖切片間距的動態調節，即時域脈沖切片。

8.根據權利要求7所述的脈沖光纖激光器實現時域脈沖切片的方法，其特征在于：

所述外控電壓模塊為壓電陶瓷提供的電壓為0-20V；

所述脈沖切片間距Δt與微腔長度的關系為Δt＝2nL/C (1)，式(1)中n、C、L分別為光纖的折射率、真空中光速和微腔長度；

所述微腔的整體物理效應可近似用以下的光學傳輸函數T表示：式(2)中A，R和λ分別為微腔腔鏡的吸收率、反射率和光波波長。