[發(fā)明專(zhuān)利]鎖模拉曼光纖激光器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010015889.6
• 申請(qǐng)日: 2020-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111697419A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮鳴;李源浩;王天皓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南開(kāi)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/067
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/067;H01S3/098
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明是一種基于可調(diào)濾波器的鎖模拉曼光纖激光器，包括兩個(gè)泵浦、兩個(gè)波分復(fù)用器、兩段拉曼光纖、兩個(gè)輸出耦合器、第一光纖濾波器、第二光纖濾波器、隔離器、多段連接光纖、四個(gè)偏振控制器。本發(fā)明為全光纖結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，輸出激光脈沖短，功率高，工作穩(wěn)定。在光纖通信、傳感、材料加工中有很強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光器的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鎖模拉曼光纖激光器。

背景技術(shù)

超快激光由于其脈沖寬度窄、峰值功率高、光譜寬度大等優(yōu)點(diǎn)而具有極高的研究意 義和應(yīng)用價(jià)值，從被發(fā)明以來(lái)一直都是激光技術(shù)研究的熱點(diǎn)。近些年來(lái)，超快光纖激光器因?yàn)?其結(jié)構(gòu)緊湊、光束質(zhì)量好、轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)點(diǎn)以及在系統(tǒng)散熱、裝置成本等方面展現(xiàn)出的巨 大潛力已引起人們的極大興趣。同時(shí)，由于光纖中處處存在非線(xiàn)性與色散且靈活可控，超快光 纖激光器已成為研究各種超短脈沖成型機(jī)制和超快現(xiàn)象的重要平臺(tái)。

現(xiàn)有的鎖模光纖激光器中，大多數(shù)都是基于稀土元素?fù)诫s光纖作為增益介質(zhì)制成的， 但由于稀土離子的能級(jí)間隔固定且能級(jí)寬度有限，所以只能在分立的光譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)激光輸 出。但一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域，例如生物醫(yī)療和基礎(chǔ)科研，對(duì)超快激光器的輸出波長(zhǎng)有著特殊的 要求，此時(shí)利用稀土離子作為增益介質(zhì)的常規(guī)超快光纖激光器因?yàn)槠湓鲆鎺挼南拗坪茈y滿(mǎn) 足相應(yīng)需求。總的來(lái)說(shuō)它們的輸出波長(zhǎng)單一，輸出波長(zhǎng)受限，但是輸出功率較高，脈沖時(shí)間 較短。

現(xiàn)有的拉曼光纖激光器基于拉曼增益，作為一種特殊的增益方式，光纖中的拉曼散 射效應(yīng)具有波長(zhǎng)靈活這一優(yōu)點(diǎn)，理論上只要有合適波長(zhǎng)的泵浦激光，即可產(chǎn)生光纖透明范圍 內(nèi)任意波長(zhǎng)的激光，但是要實(shí)現(xiàn)對(duì)其的鎖模輸出比較困難。原因之一就是常用的可飽和吸收 體如石墨烯、碳納米管等材料的恢復(fù)時(shí)間大于拉曼散射的響應(yīng)時(shí)間，導(dǎo)致可飽和吸收無(wú)法完 全進(jìn)行。另一方面由于拉曼光纖激光器中較長(zhǎng)的增益光纖限制了輸出脈沖的重復(fù)頻率，會(huì)產(chǎn) 生較大的非線(xiàn)性相移，因此鎖模脈沖在高功率下容易產(chǎn)生分裂。總的來(lái)說(shuō)目前拉曼光纖激光 器輸出功率較低，脈沖持續(xù)較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種鎖模拉曼光纖激光器。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種激光器：包括兩個(gè)泵浦、兩個(gè)波分復(fù)用器、兩段拉曼光纖、兩個(gè)輸出耦合器、第一光纖濾波器、第二光纖濾波器、隔離器、多段連接光纖、四個(gè)偏振控制器。其中第一泵浦通過(guò)連接光纖與第一波分復(fù)用器相連，第一波分復(fù)用器通過(guò)連接光纖與第一拉曼光纖以及隔離器相連，第一拉曼光纖通過(guò)連接光纖與第一光纖濾波 器相連，第一光纖濾波器通過(guò)連接光纖與第一偏振控制器相連，第一偏振控制器通過(guò)連接光 纖與第一輸出耦合器相連，第一輸出耦合器通過(guò)連接光纖與第二偏振控制器相連，第二偏振 控制器通過(guò)連接光纖分別與第二波分復(fù)用器以及輸出端相連，第二泵浦通過(guò)連接光纖與第二 波分復(fù)用器相連，第二波分復(fù)用器通過(guò)連接光纖與第二拉曼光纖相連，第二拉曼光纖通過(guò)連 接光纖與第二光纖濾波器相連，第二光纖濾波器通過(guò)連接光纖與第三偏振控制器相連，第三 偏振控制器通過(guò)連接光纖與第二輸出耦合器相連，第二輸出耦合器通過(guò)連接光纖與第四偏振 控制器相連，第四偏振控制器通過(guò)連接光纖分別與隔離器以及輸出端相連。

所述的第一泵浦與第二泵浦為連續(xù)光激光器，功率至少為1W；所述第一拉曼光纖與第二拉曼光纖為磷硅光纖；所述第一光纖濾波器為長(zhǎng)通可調(diào)光纖濾波器，中心波長(zhǎng)大于第 一拉曼光纖產(chǎn)生的一級(jí)斯托克斯光；所述第二光纖濾波器為短通可調(diào)光纖濾波器，中心波長(zhǎng) 小于第二拉曼光纖產(chǎn)生的一級(jí)斯托克斯光；所述連接光纖為普通單模光纖；所述第一波分復(fù) 用器的工作波長(zhǎng)為第二光纖濾波器的中心波長(zhǎng)與第一泵浦的波長(zhǎng)；所述第二波分復(fù)用器的工 作波長(zhǎng)為第一光纖濾波器的中心波長(zhǎng)與第二泵浦的波長(zhǎng)；所述第一輸出耦合器與第二輸出耦 合器的分光比為2∶8。