[發明專利]基于多模光纖偏芯熔接的鎖模摻鐿光纖激光器

在審

• 申請號: 202011377195.3
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112490834A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 馬曉輝;潘偉;金亮;張賀;徐英添;李巖;王海珠;范杰;徐莉;鄒永剛;石琳琳;趙鑫
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/08
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本發明涉及激光器技術領域，尤其涉及一種基于多模光纖偏芯熔接的鎖模摻鐿光纖激光器，包括依次連接的泵浦源、波分復用器、增益光纖、偏振無關隔離器、偏振控制器和輸出耦合器，波分復用器的輸入端與輸出耦合器的輸出端連接，偏振控制器內設有可飽和吸收結構，可飽和吸收結構包括依次熔接的第一單模光纖、偏芯熔接的多模光纖和第二單模光纖。本發明提出的一種基于多模光纖偏芯熔接的鎖模摻鐿光纖激光器，解決了現有的光纖激光器對多模光纖長度的苛刻要求的問題。

技術領域

本發明涉及激光器技術領域，尤其涉及基于多模光纖偏芯熔接的鎖模摻鐿光纖激光器。

背景技術

全光纖激光器與固體體脈沖激光器相比，被動鎖模產生超短脈沖的全光纖激光器因其無對準結構、成本效益高、空間光束輪廓質量好、結構緊湊等優點而備受關注。光纖激光器激發超短脈沖的方法分為主動鎖模與被動鎖模兩種，而主動鎖模需要一個額外加一個調制器件增加了光纖激光器的復雜性，而被動鎖模較于主動鎖模更容易實現超短脈沖。

超快激光在現代技術的眾多領域發揮著重要作用，是光學頻率梳理、非線性光學和材料加工不可或缺的研究工具。用SA能夠實現激光模式的快速鎖定。一些可飽和吸收材料(SA)已廣泛應用于光纖激光器中，包括Bi₂Te₃、黑磷、MoS₂、石墨烯和WS₂。然而，這些材料制造成本高或損傷閾值相對較低，阻礙了其實際應用。而一些天然的可飽和吸收體(利用光纖本身的非線性效應)，常見的天然SA鎖模有8字腔鎖模與非線性偏振旋轉鎖模(NPR)結構鎖模。它們的鎖模產生需要使用偏振控制器來精確控制腔中光纖的偏振狀態，并使用偏振相關隔離器和其他設備來實現可飽和的吸收效果。這種傳統的鎖模結構需要精確控制光纖的偏振態，抗外界環境干擾的能力較差。

發明內容

本發明提出一種基于多模光纖偏芯熔接的鎖模摻鐿光纖激光器，以解決現有的光纖激光器對多模光纖長度的苛刻要求的問題。

本發明解決上述問題的技術方案是：基于多模光纖偏芯熔接的鎖模摻鐿光纖激光器，其特殊之處在于，包括

泵浦源，用于產生泵浦光；

環形諧振腔，包括依次連接的波分復用器、增益光纖、偏振無關隔離器、偏振控制器和輸出耦合器，所述波分復用器的輸入端分別與泵浦源的輸出端以及輸出耦合器的輸出端相連接，所述偏振控制器內設有可飽和吸收結構，所述可飽和吸收結構包括依次熔接的第一單模光纖、偏芯熔接的多模光纖和第二單模光纖。

優選的是，所述偏芯熔接的多模光纖為漸變折射率多模光纖。

優選的是，所述偏芯熔接的多模光纖包括軸心錯位熔接的第一多模光纖和第二多模光纖。

優選的是，所述偏芯熔接的多模光纖還包括第三多模光纖，所述第三多模光纖與第二多模光纖軸心錯位熔接，所述第三多模光纖和第一多模光纖同軸。

優選的是，所述第一多模光纖與第二多模光纖之間、第二多模光纖和第三多模光纖之間的軸心偏移量均為2-8微米。

優選的是，所述增益光纖為摻鐿光纖。

優選的是，所述第一單模光纖和第二單模光纖的材質相同。

優選的是，所述輸出耦合器為10:90的輸出耦合器。

相比于現有技術，本發明的有益效果在于：

1)本發明在1μm波段實現了穩定的耗散孤子鎖模，增強了光纖激光器的實用性，用途更加廣泛。與傳統鎖模光纖激光器相比，不需要使用其他器件，結構更加簡單，抗干擾能力強，損傷閾值更低。

2)利用三小段漸變折射率多模光纖(GIMF)對稱偏移熔接，引入適當的偏移量，擺脫了多模干涉效應鎖模對多模光纖長度的苛刻要求，使光纖激光器具有更加簡單的結構。