[發(fā)明專利]被動鎖模矢量孤子光纖激光器及輸出矢量孤子的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710291388.9
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107039879B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 王志騰;陳列尊;羅昌由;王一成
• 申請（專利權）人: 衡陽師范學院
• 主分類號: H01S3/11
• 分類號: H01S3/11;H01S3/067
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 鄒小強

被動鎖模矢量孤子光纖激光器及輸出矢量孤子的方法，激光器的泵浦源連接光纖波分復用器反射端，光纖波分復用器公共端連接摻鉺光纖輸入端，摻鉺光纖輸出端連接光纖耦合器輸入端，光纖耦合器第一輸出端a連接第二偏振控制器輸入端，第二偏振控制器輸出端連接偏振分束器輸入端，光纖耦合器第二輸出端b連接偏振有關可飽和吸收體輸入端，偏振有關可飽和吸收體輸出端連接第一偏振控制器輸入端，第一偏振控制器輸出端連接偏振無關隔離器輸入端，偏振無關隔離器輸出端連接光纖波分復用器透射端。由激光器輸出偏振鎖定矢量孤子H偏振分量和偏振鎖定矢量孤子V偏振分量及偏振旋轉鎖定矢量孤子H偏振分量和偏振旋轉鎖定矢量孤子V偏振分量。

技術領域

本發(fā)明涉及超快脈沖激光技術領域，具體涉及一種基于偏振有關可飽和吸收體的被動鎖模矢量孤子光纖激光器及采用該激光器輸出矢量孤子的方法。

背景技術

在光纖激光器中，由于被動鎖模矢量孤子激光器可以提供高穩(wěn)定性、高光束質量、高能量的超短矢量孤子脈沖，因此被廣泛應用于科研、工業(yè)、國防、環(huán)境、能源、通訊等與人們生活息息相關的領域，具有強大的應用價值。

在光纖激光器中產生被動鎖模矢量孤子的最重要器件是可飽和吸收體。目前常用的可飽和吸收體包括半導體可飽和吸收體、碳納米管、石墨烯、拓撲絕緣體、二硫化鉬等可飽和吸收體。這些材料都是偏振無關的，矢量孤子脈沖的產生是在偏振無光可飽和吸收體模型下。

由于現(xiàn)有的被動鎖模矢量孤子光纖激光器采用的可飽和吸收體是偏振無關的模型，并沒有考慮可飽和吸收體的偏振相關損耗問題，而實際的可飽和吸收體器件往往存在偏振相關損耗，這些偏振相關損耗將影響矢量孤子光纖激光器的穩(wěn)定性和鎖模狀態(tài)。

近年出現(xiàn)的二維材料黑磷具有各向異性的光學特性和偏振有關的光響應，但利用偏振有關光響應的可飽和吸收體在光纖激光器中產生矢量孤子還沒有被采用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術的不足而提供一種基于偏振有關可飽和吸收體的被動鎖模矢量孤子光纖激光器及采用該激光器輸出矢量孤子的方法，該激光器能夠實現(xiàn)穩(wěn)定的矢量孤子輸出。

本發(fā)明的技術方案是：被動鎖模矢量孤子光纖激光器，它采用二維材料黑磷作為偏振有關可飽和吸收體，利用二維材料黑磷具有各向異性的光學特性和偏振有關的光響應來產生偏振相關可飽和吸收，并實現(xiàn)穩(wěn)定的矢量孤子輸出。

所述的被動鎖模矢量孤子光纖激光器包括泵浦源、光纖波分復用器、摻鉺光纖、光纖耦合器、偏振有關可飽和吸收體、第一偏振控制器、偏振無關隔離器、第二偏振控制器及偏振分束器。

泵浦源連接光纖波分復用器的反射端，光纖波分復用器的公共端連接摻鉺光纖的輸入端，摻鉺光纖的輸出端連接光纖耦合器的輸入端，光纖耦合器的輸出端分為第一輸出端及第二輸出端，其中第一輸出端光強占光纖耦合器總光強的10%，第二輸出端光強占光纖耦合器總光強的90%，光纖耦合器的第一輸出端連接第二偏振控制器的輸入端，第二偏振控制器的輸出端連接偏振分束器的輸入端，光纖耦合器的第二輸出端連接偏振有關可飽和吸收體的輸入端，偏振有關可飽和吸收體的輸出端連接第一偏振控制器的輸入端，第一偏振控制器的輸出端連接偏振無關隔離器的輸入端，偏振無關隔離器的輸出端連接光纖波分復用器的透射端。

所述的泵浦源采用單模光纖耦合的半導體激光器，波長為1480 nm或 980 nm，當泵浦源的波長為1480 nm時，所述的光纖波分復用器的工作波長為 1480/1550 nm。當泵浦源的波長為980 nm時，所述的光纖波分復用器的工作波長為 980/1550 nm。

所述的摻鉺光纖采用 1～3 m 長的摻鉺光纖作為激光增益介質，光纖波分復用器、光纖耦合器、第一偏振控制器及偏振無關隔離器的工作波長為1550 nm。

所述光纖耦合器采用 90 ：10 的光纖耦合器。

所述第一偏振控制器和第二偏振控制器均采用三片線圈旋轉式偏振控制器。