[發明專利]具有高重復頻率的窄線寬鎖模摻銩光纖激光器

在審

• 申請號: 201810649337.3
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108899748A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 王天樞;王富任;馬萬卓;趙得勝;劉潤民;林鵬
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/11
• 代理公司: 北京中理通專利代理事務所(普通合伙) 11633
• 代理人: 劉慧宇

具有高重復頻率的窄線寬鎖模摻銩光纖激光器，屬于光纖激光器技術領域，為了提高被動鎖模摻銩光纖激光器輸出的重復頻率，泵浦激光器與鉺鐿共摻光纖放大器連接；鉺鐿共摻光纖放大器與波分復用器連接，波分復用器與摻銩光纖連接；摻銩光纖與隔離器連接，隔離器與濾波器連接；濾波器與輸出耦合器連接，輸出光經過輸出耦合器輸出；輸出耦合器與單模光纖連接，單模光纖與第二偏振控制器連接，第二偏振控制器與起偏器連接，起偏器與第一偏振控制器連接，第一偏振控制器、起偏器以及第二偏振控制器作為鎖模元件實現非線性偏轉效應被動鎖模；第一偏振控制器與波分復用器連接，構成環形腔；本發明適用于光通信、光譜學以及精密光學采樣技術等領域。

技術領域

本發明屬于光纖激光器技術領域，具體涉及一種具有高重復頻率的窄線寬鎖模摻銩光纖激光器。

背景技術

工作在人眼安全波段的2μm波段光纖激光器在遠程傳感，醫學，激光雷達技術，自由空間光通信等眾多領域有著潛在得應用前景而得到廣泛的關注。

高重復頻率光纖激光器具有閾值低、效率高、可調諧、結構簡單等優點，對于實現高速率通信、光譜學以及精密光學采樣技術都有著重要的作用，因此研究2μm高重復頻率光纖激光器有重要的實際意義。

目前，實現高重復頻率的主要方法有：通過縮短腔長來提高基頻實現高重復頻率的鎖模脈沖輸出；采用諧波鎖模技術實現高重復頻率的鎖模脈沖輸出。 2016年，Akosman,A.E.等將線型腔腔長縮短到40cm和18.7cm，在2μm波段得到了重復頻率為253MHz和535MHz的基頻鎖模脈沖輸出。同年，Cheng，H. 等采用一段5.9cm高摻雜銩鋇玻璃光纖作為增益介質，利用被動鎖模技術在線型腔中實現了1.6GHz的基頻鎖模脈沖輸出，這是目前為止2μm波段獲得的最高重復頻率的基頻鎖模脈沖。盡管這些緊湊的全光纖結構激光器有著低噪聲等諸多優點，但是由于耦合器、隔離器等光纖器件有一定基本長度，僅僅通過縮短腔長的方法提高基頻獲得高重復頻率有很大的局限性。采用諧波鎖模技術，可使輸出脈沖的重復頻率得到顯著的提升。

大多數諧波鎖模光纖激光器主要采用增加泵浦功率或增加腔內增益的方法。2016年，中國科技大學陶莎等人通過減小腔內色散和增加腔內非線性的方法在1.55μm波段成功獲得了22.132GHz的高重復頻率鎖模脈沖。但由于2μm 波段光纖色散補償器件工藝的限制，很難實現較高重復頻率光纖激光器。當固定腔內的色散值以及非線性參數時，對于滿足傅立葉變換極限的脈沖，脈沖的寬度僅僅與光譜寬度有關，減小光譜寬度將增加諧波階數，提高重復頻率。

發明內容

本發明為了提高被動鎖模摻銩光纖激光器輸出的重復頻率，提出了一種具有高重復頻率的窄線寬鎖模摻銩光纖激光器。

本發明采取以下技術方案：

具有高重復頻率的窄線寬鎖模摻銩光纖激光器，其特征是，泵浦激光器與鉺鐿共摻光纖放大器連接，泵浦激光器的輸出功率通過鉺鐿共摻光纖放大器放大至W級；鉺鐿共摻光纖放大器與波分復用器連接，波分復用器與摻銩光纖連接，泵浦激光器通過波分復用器進入摻銩光纖，產生增益，作為對腔內光信號的放大；摻銩光纖與隔離器連接，隔離器與濾波器連接，濾波器可以窄化增益光譜的帶寬，增加該激光器的諧波階數，提高重復頻率；濾波器與輸出耦合器連接，輸出光經過輸出耦合器輸出；輸出耦合器與單模光纖連接，單模光纖與第二偏振控制器連接，第二偏振控制器與起偏器連接，起偏器與第一偏振控制器連接，第一偏振控制器、起偏器以及第二偏振控制器作為鎖模元件實現非線性偏轉效應被動鎖模；第一偏振控制器與波分復用器連接，構成環形腔。