[發明專利]一種色散平坦的實芯Bragg光纖產生中紅外超連續譜裝置

有效

• 申請號: 201710952191.5
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107658680B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 鄭加金;覃瑤;余柯涵;鄭銳林;萬廣建;鄒輝;韋瑋
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/067;H01S3/30
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 武政

本發明是一種色散平坦的實芯Bragg光纖產生中紅外超連續譜裝置，包括激光器，光隔離器，光纖放大器，實芯Bragg光纖和光譜分析儀。通過激光器提供中心波長范圍為1.064～1.4μm的第一短脈沖激光，光隔離器保證激光沿設置光路單向傳輸，再經過光纖放大器將第一超短脈沖激光進行光信號放大，輸出第二短脈沖激光。實芯Bragg光纖采用不同折射率的材料，經過合理設置其結構使得Bragg光纖零色散點位于1.064μm，在1.064μm窗口附近具有超平坦色散特性，對第二短脈沖激光進行非線性轉化，獲得輸出波長范圍約為450～2500nm的中紅外超連續譜。本發明的裝置可實現中紅外超連續譜輸出。

技術領域

本發明涉及激光光電子技術領域，具體涉及一種中紅外超連續譜的產生裝置。

背景技術

超連續譜光源具有輸出功率高、光譜范圍寬且平坦、空間相干性好等特點，應用非常廣泛。中紅外超連續譜激光可應用于空氣污染監測、工業過程控制、疾病檢測、激光光譜學研究、材料處理、光電測量與自由空間通信等民用領域以及導彈成像跟蹤定位，紅外對抗與反恐、反衛等軍事國防領域。

常用的產生中紅外超連續譜光纖材料有碲酸鹽材料、硫系玻璃材料等，其中碲酸鹽材料的折射率高，三階非線性光學性能十分優異，中紅外透過性能比較優秀(透過范圍可以達到6μm)，透光截止波長為3.5μm，可以用于輸出中紅外超連續的光纖制備。

實芯布拉格(Bragg)光纖是一種擁有一維光子晶體包層的光纖。高折射率實芯Bragg光纖大大增強了光纖非線性光效應，并且在中紅外波長附近具有很好的色散平坦特性以及極高的非線性系數。

目前利用半導體激光器泵浦硫系玻璃單模光纖和光子晶體光纖都可以實現超連續譜輸出，但是由于單模光纖的色散特性不易調控，而光子晶體光纖不易制備等原因，很難應用在實際產生中紅外超連續譜裝置中，必須考慮其他容易制備且也能用于產生超連續譜的高非線性新型光纖。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種色散平坦的實芯Bragg光纖產生中紅外超連續譜裝置，用以解決目前用于實際輸出中紅外超連續譜的光纖裝置短缺的問題，實現中紅外超連續譜激光輸出。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種色散平坦的實芯Bragg光纖產生中紅外超連續譜裝置，所述產生中紅外超連續譜裝置，包括在同一光路上依次設置的：激光器1、光隔離器2、光纖放大器3，色散平坦的實芯Bragg光纖4和光譜分析儀5；所述激光器1，用于提供第一短脈沖激光；所述光隔離器2，用于構成光的單向通路；所述光纖放大器3，用于將所述第一短脈沖激光進行信號放大，輸出第二短脈沖激光；所述色散平坦的實芯Bragg光纖4，用于對所述第二短脈沖激光進行非線性轉化，輸出中紅外超連續譜；所述光譜分析儀5，用于觀察輸出的中紅外超連續譜的光譜展寬。

所述的第一短脈沖激光的中心波長范圍為1.064～1.4μm。

所述的輸出中紅外超連續譜展寬至2500nm。

所述的激光器1作為激勵源，可為半導體激光器、飛秒激光器、光纖激光器，固體激光器或摻鈦藍寶石激光器中的任一種。

所述的光隔離器2為只允許單向光通過的無源光器件，其工作原理是基于法拉第旋轉的非互易性，通過光纖回波反射的光能夠被光隔離器很好的隔離。

所述的光纖放大器3可為摻鉺的雙包層光纖、鉺鐿共摻雙包層光纖或摻鐿的雙包層光纖中的任一種，且為二級放大。

所述的色散平坦的實芯Bragg光纖4其徑向采用高、低折射率材料交替周期性排列，最內層6是折射率為2.0～2.04的高折射率碲酸鹽材料纖芯層，第一包層7是折射率為1.98～2.02的低折射率碲酸鹽材料，第二包層8是與最內層6相同的高折射率材料。