[發(fā)明專利]基于SMF-SIMF-GIMF-SMF光纖結(jié)構(gòu)的2μm耗散孤子鎖模光纖激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710517270.3
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107154576B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李環(huán)環(huán);王兆坤;李燦;張軍杰;徐時清
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量大學(xué)
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/094
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發(fā)明公開了一種基于SMF?SIMF?GIMF?SMF光纖結(jié)構(gòu)的2μm耗散孤子鎖模光纖激光器，激光器為環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，包括泵浦源、波分復(fù)用器、增益光纖、非保偏隔離器、偏振控制器、用于色散補(bǔ)償?shù)母邤?shù)值孔徑光纖、作為鎖模器件的全光纖可飽和吸收器件、及作為輸出的耦合器；所述的全光纖可飽和吸收器件由依次熔接的輸入單模光纖、階躍多模光纖、漸變多模光纖、輸出單模光纖組成。本發(fā)明激光器是利用多模光纖中的非線性多模干涉效應(yīng)實現(xiàn)鎖模，再通過引入色散補(bǔ)償光纖實現(xiàn)耗散孤子輸出，具有全光纖結(jié)構(gòu)、高損傷閾值、高穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)緊湊等特點，具有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖激光器，尤其是涉及一種基于SMF-SIMF-GIMF-SMF(單模-階躍多模-漸變多模-單模)光纖結(jié)構(gòu)的2μm耗散孤子鎖模光纖激光器。

背景技術(shù)

2μm脈沖光纖激光器在人眼安全雷達(dá)、激光醫(yī)療、光電對抗以及特殊材料加工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。實現(xiàn)2μm脈沖輸出的一種主要途徑是被動鎖模光纖激光器。在2μm被動鎖模光纖激光器發(fā)展中，基于不同的色散分布，主要分為傳統(tǒng)孤子，自相似孤子和耗散孤子。其中耗散孤子是色散效應(yīng)、非線性效應(yīng)、增益和損耗共同作用的結(jié)果，腔內(nèi)負(fù)色散較小而正色散較大(甚至是全正色散結(jié)構(gòu))，能夠容忍更高的非線性，相對于傳統(tǒng)孤子可以大大提高脈沖能量而不引起脈沖分裂，因此耗散孤子鎖模光纖激光器具有很大的應(yīng)用和研究價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于SMF-SIMF-GIMF-SMF光纖結(jié)構(gòu)的2μm耗散孤子鎖模光纖激光器，采用的鎖模器件是一個由單模-階躍多模-漸變多模-單模依次熔接的光纖結(jié)構(gòu)，其鎖模機(jī)制是利用非線性多模干涉效應(yīng)，同時引入高數(shù)值孔徑光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償，實現(xiàn)2μm耗散孤子輸出，具有全光纖結(jié)構(gòu)、高損傷閾值、高穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)緊湊等特點，具有廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于SMF-SIMF-GIMF-SMF光纖結(jié)構(gòu)的2μm耗散孤子鎖模光纖激光器，激光器為環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，其包括泵浦源、波分復(fù)用器(WDM)、增益光纖、非保偏隔離器(ISO)、偏振控制器(PC)、作為鎖模器件的全光纖可飽和吸收器件、用于色散補(bǔ)償?shù)母邤?shù)值孔徑光纖、作為輸出的耦合器(OC)；

增益光纖采用單模摻銩光纖，色散補(bǔ)償光纖采用高數(shù)值孔徑光纖，長度為100米，全光纖可飽和吸收器件由依次熔接的輸入單模光纖、階躍多模光纖、漸變多模光纖、輸出單模光纖組成，其中階躍多模光纖的長度控制在200～500μm最佳，漸變多模光纖的長度為7～10cm，單模光纖為標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，與所有元件的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖一致。

泵浦光經(jīng)WDM耦合進(jìn)入增益摻銩光纖，摻銩光纖另一端接非保偏隔離器輸入端，非保偏隔離器輸出端接偏振控制器，偏振控制器與色散補(bǔ)償光纖相連，色散補(bǔ)償光纖與制作的全光纖可飽和吸收器件相連，全光纖可飽和吸收器件與耦合器連接，耦合器一端連接WDM構(gòu)成環(huán)形回路，另一端作為激光輸出端。

所述的泵浦源為一個單模輸出的1570nm的光纖激光器。

所述的色散補(bǔ)償光纖為具有超高數(shù)值孔徑的光纖，型號為UHNA4。

所述的偏振控制器采用手動擠壓式偏振控制器。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、SMF-SIMF-GIMF-SMF為全光纖鎖模器件，其利用非線性多模干涉機(jī)制進(jìn)行鎖模，損傷閾值高，鎖模閾值低。

2、SMF-SIMF-GIMF-SMF鎖模器件均采用商用光纖，制作簡單，調(diào)節(jié)方便，對振動、溫度變換等環(huán)境因素變化不敏感，易于廣泛使用。

3、100米超高數(shù)值孔徑的光纖用做色散補(bǔ)償，實現(xiàn)納秒量級耗散孤子脈沖輸出。

4、所有元件的連接通過光纖熔接完成，實現(xiàn)全光纖結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊簡單，易于集成。

附圖說明