[發明專利]基于光控石墨烯啁啾布拉格光柵的脈寬可調激光器

有效

• 申請號: 201710255294.6
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106877121B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 朱濤;高磊;曹玉龍
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/067;H01S3/11
• 代理公司: 重慶樂泰知識產權代理事務所(普通合伙) 50221
• 代理人: 劉佳

本發明提供一種基于光控石墨烯啁啾布拉格光柵的脈寬可調激光器，其中第二激光器用于對石墨烯啁啾布拉格光柵的反射帶寬進行光控調節，第一激光器輸出的激光通過波分復用器傳輸給耦合器，耦合器將部分激光通過可飽和吸收體傳輸給石墨烯啁啾布拉格光柵，石墨烯啁啾布拉格光柵將與其反射帶寬相同的激光反射傳輸回波分復用器，以對第一激光器輸出的激光進行循環傳輸，直至從耦合器的第二輸出端穩定輸出脈寬與反射帶寬相同的激光，在循環傳輸過程中，可飽和吸收體篩選出與反射帶寬相同的激光；石墨烯啁啾布拉格光柵是采用包層被腐蝕的啁啾布拉格光柵包裹上石墨烯制成。通過本發明，可以提高調諧精度、穩定性和調諧范圍，并縮短響應時間。

技術領域

本發明屬于激光器領域，具體涉及一種基于光控石墨烯啁啾布拉格光柵的脈寬可調激光器。

背景技術

脈寬可調激光器具有結構簡單、散熱性好、效率高等優點，現在已經在光纖通信、光纖傳感、激光切割、生物醫療、非線性光學等領域有十分重要的作用。現有的脈寬調諧手段主要分為以下幾種方式：通過機械裝置手動或者利用機械步進系統調諧激光腔中的濾波器件以達到對輸出的鎖模脈沖的時域脈寬進行調諧；通過電場控制可飽和吸收體調制深度對脈寬進行調諧；除此之外通過外加激光調制可飽和吸收體的調制深度和損耗實現對脈寬的調諧。但機械諧方式由于機械步進系統精度較低，機械裝置復雜的限制，導致調制精度與調制重復性不高，響應時間較長。電場調制可飽和吸收體時放出焦耳熱使得可飽和吸收體的熱損傷閾值大幅降低，調制電壓只能控制在小范圍中，并且電場調諧由其受驅動電路響應影響，其調諧的光學調制器件工作帶寬被限制。由此可見，目前的脈寬調諧方式存在調諧精度較低、穩定性較差、范圍較窄以及響應時間較長的問題。

發明內容

本發明提供一種基于光控石墨烯布拉格光柵的脈寬可調激光器，以解決目前脈寬調諧方式存在的調諧精度較低、穩定性較差、范圍較窄以及響應時間較長的問題。

根據本發明實施例的第一方面，提供一種基于光控石墨烯啁啾布拉格光柵的脈寬可調激光器，包括第一激光器、第二激光器、石墨烯啁啾布拉格光柵、波分復用器、環形器、耦合器和可飽和吸收體，其中所述第一激光器的輸出端連接所述波分復用器的第一輸入端，所述波分復用器的輸出端連接所述耦合器的輸入端，所述耦合器的第一輸出端通過所述可飽和吸收體連接所述環形器的第一端，所述環形器的第二端連接所述石墨烯啁啾布拉格光柵的第一端，第三端連接所述波分復用器的第二輸入端，所述第二激光器的輸出端連接所述石墨烯啁啾布拉格光柵的第二端；

所述第二激光器用于對所述石墨烯啁啾布拉格光柵的反射帶寬進行光控調節，所述第一激光器輸出的激光通過所述波分復用器傳輸給所述耦合器，所述耦合器將部分激光通過所述可飽和吸收體傳輸給所述石墨烯啁啾布拉格光柵，所述石墨烯啁啾布拉格光柵將與其反射帶寬相同的激光反射傳輸回所述波分復用器，以對所述第一激光器輸出的激光進行循環傳輸，直至從所述耦合器的第二輸出端穩定輸出脈寬與所述反射帶寬相同的激光，在循環傳輸過程中，所述可飽和吸收體篩選出與所述反射帶寬相同的激光；所述石墨烯啁啾布拉格光柵是采用包層被腐蝕的啁啾布拉格光柵包裹上石墨烯制成。

在一種可選的實現方式中，所述第二激光器用于通過改變輸出激光的功率大小，來對所述石墨烯啁啾布拉格光柵的反射帶寬進行光控調節，其中輸出激光的功率越大，調節后的石墨烯啁啾布拉格光柵的反射帶寬越寬。

在另一種可選的實現方式中，還包括設置在所述波分復用器與所述耦合器之間的摻餌光纖。

在另一種可選的實現方式中，還包括設置在所述波分復用器與所述耦合器之間的偏振控制器。

在另一種可選的實現方式中，還包括設置在所述波分復用器與所述耦合器之間的隔離器。

在另一種可選的實現方式中，所述石墨烯啁啾布拉格光柵中石墨烯所包裹的啁啾布拉格光柵的長度為3到6毫米。

本發明的有益效果是：