[發明專利]能同時抑制光纖激光器中自相位調制和四波混頻的方法

有效

• 申請號: 202010568471.8
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111725694B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 沈華;楊飛燕;矯岢蓉;朱日宏;卞殷旭;韓志剛;孔慶慶
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種能同時抑制光纖激光器中自相位調制和四波混頻的方法，其特征在于：

針對光纖激光器中由自相位調制和四波混頻效應激發的寄生激光引起的輸出光譜主瓣展寬，根據寄生激光光譜特性提出了一種相移長周期光纖光柵，所述相移長周期光纖光柵具有兩個以信號激光中心波長為中心呈旋轉對稱的諧振峰，且兩諧振峰波長與自相位調制和四波混頻激發的寄生激光的中心波長相對應，能夠將由自相位調制和四波混頻效應激發的寄生激光從纖芯模耦合至包層模；同時結合基于飛秒激光光刻制作的均勻性包層-空氣全耦合器件將寄生激光從包層模耦合到空氣中去，最終有效抑制由光纖激光器中自相位調制和四波混頻效應引起的光譜展寬，從而大幅度提高光纖激光器的線寬水平。

2.根據權利要求1所述的能同時抑制光纖激光器中自相位調制和四波混頻的方法，其特征在于，所述能同時抑制光纖激光器中自相位調制和四波混頻的相移長周期光纖光柵具備以下特性：

所述的能同時抑制光纖激光器中自相位調制和四波混頻的相移長周期光纖光柵采用微波退火技術降低其自身的溫度系數，使其具備承載高功率激光的特性。

3.根據權利要求2所述的能同時抑制光纖激光器中自相位調制和四波混頻的方法，其特征在于，所述微波退火技術，具體如下：

針對相移長周期光纖光柵內部存在的對信號激光具有強烈吸收作用進而造成光纖光柵發熱的游離氫分子和羥基化合物，利用微波加熱的方法對光纖光柵進行熱處理；將所提出的相移長周期光纖光柵放置于功率密度為20mW/cm²的微波場中15分鐘，選擇微波的波長范圍為100mm-150mm；在微波的作用下，所述相移長周期光纖光柵內部的羥基化合物發生振動，羥基分子鍵斷裂并結合成水分子，同時水分子吸收微波能量發生熱擴散從光纖中脫離，而另外一部分游離的氫分子則因熱的作用從光纖中溢出。

4.根據權利要求1所述的能同時抑制光纖激光器中自相位調制和四波混頻的方法，其特征在于：所述基于飛秒激光光刻制作的均勻性包層-空氣全耦合器件，利用聚焦后的飛秒激光對去除涂覆層的大模場光纖包層表面進行照射，極高能量密度的飛秒激光在聚焦區域產生多光子效應，使大模場光纖包層表面原子的電子從價帶躍遷到導帶進而發生電離；電離形成的高密度等離子體在大模場光纖包層表面急劇膨脹并產生微爆，微爆產生的振動波攜帶物質遠離聚焦區域，進而使光纖包層表面出現損傷進而破壞了包層-空氣界面的全反射特性，最終將由自相位調制和四波混頻效應激發的寄生激光從包層模耦合到空氣中去，其具體參數如下：

1）飛秒激光的參數為：中心波長為800nm，單脈沖能量為5mJ，脈寬為100fs，重頻為1kHz；

2）飛秒激光照射長度為2cm，照射間隔為0.1cm且單點照射時間為10s。