[發明專利]一種雙波長同重頻中紅外超短脈沖全光纖激光源

有效

• 申請號: 201910339956.7
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN109904716B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 韋晨;池皓;李雪敏;李濤;劉永
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/082;H01S3/083;H01S3/10;H01S3/098
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 張巨箭

本發明公開了一種雙波長同重頻中紅外超短脈沖全光纖激光源，屬于中紅外激光技術領域，2.8μm激光經光合束器、氟化物光纖、第一增益光纖、拉錐光纖輸入回光合束器構成第一環形腔以生成第一鎖模脈沖；1.7μm激光、第一鎖模脈沖輸入第二增益光纖產生第二鎖模激光和第三鎖模激光；2.8μm激光、第三鎖模脈沖輸入第三增益光纖產生第四鎖模脈沖和第五鎖模脈沖，且第三鎖模脈沖與第四鎖模脈沖的波長相等，第三增益光纖輸出雙波長同重頻激光。本發明能夠解決現有技術中中紅外超連續譜源系統復雜，難以在波長超過3.5μm的中紅外波段實現高強度超短脈沖激光輸出的問題。

技術領域

本發明涉及中紅外激光技術領域，尤其涉及一種雙波長同重頻中紅外超短脈沖全光纖激光源。

背景技術

3～20μm中紅外波段激光源在醫療領域、大氣通信、軍事對抗、光譜探測等許多領域都具有極為長遠的應用前景，并且覆蓋了眾多重要分子及原子的吸收峰，近年來，中紅外超短脈沖激光器在各個領域都受到了廣泛的關注。

目前中紅外波段超短脈沖光纖激光主要是基于稀土離子摻雜氟化物光纖作為增益介質，利用主動或者被動(可飽和吸收體或非線性效應等)調制方式來實現，波段主要集中在2.8μm和3.5μm。而在3.5μm以上波段實現超短脈沖，特別是雙波長同重頻的光纖激光輸出仍缺乏較為成熟的技術方案。

中紅外超短脈沖在非線性介質中傳播時，在色散和多種非線性光學效應的共同作用下，光譜會發生極大的展寬，形成超連續譜激光，近年來，中紅外超連續譜激光也吸引了來自各界的關注。在泵浦源方面，傳統的固體激光器、波長可調諧光學參量振蕩器(OPO)或放大器(OPA)等存在著散熱性能差、轉化效率低、光束質量差、系統復雜、體積龐大的問題。

發明內容

本發明的目的在于現有中中紅外超連續譜源系統復雜，且難以在波長超過3.5μm的中紅外波段實現高強度超短脈沖激光輸出的問題，提供一種雙波長同重頻中紅外超短脈沖全光纖激光源。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種雙波長同重頻中紅外超短脈沖全光纖激光源，包括第一激光泵浦源、光纖分路器、光合束器、氟化物光纖、光輸出耦合器、第一增益光纖、拉錐光纖、第二激光泵浦源、第二增益光纖、光纖環形器、波分復用器、第三增益光纖；

具體地，所述第一激光泵浦源發出的2.8μm激光依次經光纖分路器、光合束器、氟化物光纖、光輸出耦合器、第一增益光纖、拉錐光纖輸入回光合束器構成第一環形腔，生成第一鎖模脈沖并在光輸出耦合器第二端口尾纖輸出；第二激光泵浦源發出的1.7μm激光輸入第二增益光纖從而產生第二直流激光、第三直流激光；所述第一鎖模脈沖經光纖環形器第一端口尾纖、光纖環形器第二端口尾纖輸入第二增益光纖，在第一鎖模脈沖的增益調制作用下，第二增益光纖產生第二鎖模脈沖和第三鎖模脈沖。

具體地，所述第一激光泵浦源發出的2.8μm激光經光纖分路器輸入第三增益光纖，第三增益光纖產生第四直流激光和第五直流激光；第二增益光纖產生的第三鎖模脈沖經光纖環形器第二端口尾纖、光纖環形器第三端口尾纖輸入第三增益光纖，在第三鎖模脈沖的增益調制作用下，第三增益光纖產生第四鎖模脈沖和第五鎖模脈沖，且第三鎖模脈沖與第四鎖模脈沖的波長相等，第三增益光纖輸出3.5μm以上的同重頻超短脈沖經波分復用器第三端口尾纖輸出。

具體地，所述第一鎖模脈沖為3.1μm超短脈沖，所述第二鎖模脈沖為3.1μm超短脈沖，所述第三鎖模脈沖為4.6μm超短脈沖；所述第四鎖模脈沖為4.6μm超短脈沖，所述第五鎖模脈沖為7.5μm超短脈沖。

具體地，所述第二直流激光為3.1μm激光，所述第三直流激光為4.6μm激光；所述第四直流激光為4.6μm激光，所述第五直流激光為7.5μm激光。

具體地，所述第一增益光纖具體為摻Dy³⁺氟化物光纖。

具體地，所述拉錐光纖上涂敷有二維材料，利于第一環形腔鎖模的自啟動。