[實用新型]一種基于非線性光學環形鏡的全保偏光纖脈沖激光器

有效

• 申請號: 201721569221.6
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN207442178U
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 王璞;周心悟
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/091;H01S3/11
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

本實用新型公開一種基于非線性光學環形鏡的全保偏光纖脈沖激光器，屬于激光技術與非線性光學領域。包括：泵浦源、保偏合束器或保偏波分復用器、保偏增益光纖、保偏隔離器、2x2保偏耦合器、保偏無源光纖、1x2保偏耦合器。利用全保偏光纖和保偏器件實現了激光器的全光纖化，無需額外調制器件，特別是無需偏振控制器的機械調節即可實現自啟動，且因為采用了全保偏光纖結構而具有非常優異的穩定性，能長時間在較強振動環境等惡劣條件下保持不失鎖。相對于傳統的主動調Q、強度調制、增益開關方法，本實用新型設計簡單、結構緊湊、成本低，同時可以輸出穩定性高、脈沖能量大的脈沖激光，易于實現產業化。

技術領域

本實用新型屬于激光技術與非線性光學領域，尤其涉及一種基于非線性光學環形鏡的全保偏光纖脈沖激光器。

背景技術

光纖激光器由于具有體積小、成本低、光束質量好、效率高等優點，近年來得到了迅猛發展并且受到了人們的廣泛關注。具有高輸出功率、高光束質量、高穩定性的脈沖激光器是激光領域人們關注的熱點之一，在激光加工、通信傳感、探測診斷、生物醫學、大氣監測、雷達等眾多領域有著廣闊的前景。

在脈沖激光器的研究中，鎖模激光器能產生超短脈沖，調Q激光器也能實現納秒或亞毫秒脈寬的激光(巨脈沖)輸出。通常來說，傳統獲得納秒級脈沖激光輸出的手段主要包括聲光調Q、電光調Q、被動調Q和增益開關半導體激光器等。但前兩者需引入相應的聲光或者電光調制器，破壞了全光纖結構且引起額外插入損耗。被動調Q則一般受環境干擾較大，不利于長期穩定工作。而增益開關半導體激光器作為種子源功率一般太小，需要多級放大才能實現高峰值功率激光輸出，這樣就會導致系統復雜，成本過高。

近年來，鎖模激光器因其結構簡單緊湊而得到了越來越多的關注和研究，常用的方法有利用半導體可飽和吸收鏡(SESAM)作為可飽和吸收體的被動鎖模技術、采用非線性環形鏡(NOLM)鎖模技術以及采用基于非線性偏振旋轉(NPR)效應的鎖模技術。然而，上述研究中采用半導體可飽和吸收鏡作為鎖模器件導致成本較高，而且會存在一個損傷閾值；而基于NPR或者NOLM鎖模的激光器都采用了隨機偏振的光纖系統，其穩定性容易受到振動、溫度變化等因素的影響.。

實用新型內容

為了解決傳統方法中主動調Q(如聲光調Q、電光調Q技術)涉及的系統成本和復雜性問題、半導體可飽和吸收鏡(SESAM)存在的制作工藝難、生產成本高等問題，本實用新型提出一種基于非線性光學環形鏡的全保偏光纖脈沖激光器，實現了激光器的全光纖化，無需額外調制器件，特別是無需偏振控制器的機械調節即可實現自啟動，且因為采用了全保偏光纖結構而具有非常優異的穩定性，能長時間在較強振動環境等惡劣條件下保持不失鎖。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種基于非線性光學環形鏡的全保偏光纖脈沖激光器，包括：主振蕩環路和非線性光學環形鏡環路；其中，

非線性光學環形鏡環路由保偏無源光纖和2x2保偏耦合器的第二輸出端口c和第三輸出端口d連接成腔，用于鎖模的啟動；

主振蕩環路由2x2保偏耦合器的一端依次連接保偏隔離器、保偏增益光纖、保偏合束器或保偏波分復用器、1x2保偏耦合器串接成腔；泵浦源連接保偏合束器或保偏波分復用器的泵浦輸入端；保偏合束器或保偏波分復用器的公共端連接保偏增益光纖的一端；保偏增益光纖的另一端連接保偏隔離器；保偏隔離器的另一端連接2x2保偏耦合器的第一輸入端口a；2x2保偏耦合器的第一輸出端口b連接1x2保偏耦合器的輸入端口e；1x2保偏耦合器的第一輸出端口f與保偏合束器或保偏波分復用器的信號端連接并接在激光器腔內，1x2保偏耦合器的第二輸出端口g作為整個激光器的輸出。