[發明專利]一種多脈沖光纖激光器的生成裝置及方法

有效

• 申請號: 202011399327.2
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112615240B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王小發;韓慧慧;劉啟航;杜雨聰;王鑫;熊凌翌;張哲;閆來;雷宇;張超
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/1106;H01S3/1118
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 陳棟梁

1.一種多脈沖光纖激光器的生成裝置，包括：激光泵浦源(1)、輸入耦合器(2)、增益光纖(3)、偏振控制器(4)、四端口耦合器(6)、三端口耦合器(7)、錐形微納結構真實可飽和吸收體(8)，其特征在于，還包括用于產生非線性相位差的90m單模光纖(5)、用于分路及合路的三端口耦合器(7)，激光泵浦源(1)、輸入耦合器(2)、增益光纖(3)、偏振控制器(4)、單模光纖(5)、四端口耦合器(6)、三端口耦合器(7)形成“9”字形腔作為等效可飽和吸收體，“9”字形腔與錐形微納結構真實可飽和吸收體(8)組成混合鎖模裝置，所述單模光纖(5)用于積累腔內的非線性相移差，混合鎖模實驗裝置用于縱模相位的鎖定，實現鎖模脈沖的輸出；增益光纖(3)用于實現激光器在不同的波段運轉，偏振控制器(4)用于調節腔內的偏振態，其中，為了產生足夠的非線性相移，同時加長腔長有助于實現多脈沖鎖模；所述四端口耦合器(6)用于光信號干涉及輸出，其中相反方向不同相移的光信號之間進行相互干涉，最終實現脈沖輸出；

所述激光泵浦源(1)的輸出端連接輸入耦合器(2)的泵浦輸入端a，輸入耦合器(2)的輸出端c連接增益光纖(3)的一端，增益光纖(3)的另一端連接偏振控制器(4)的一端，偏振控制器(4)的另一端連接單模光纖(5)的一端，單模光纖(5)的另一端與四端口耦合器(6)的輸入端d相連，四端口耦合器(6)的輸出端有兩路，一路作為多脈沖光纖激光器的輸出端f，另一路g與三端口耦合器(7)的輸入端h相連，三端口耦合器(7)的輸出端i和j相連，其余各部件由單模光纖進行連接；

所述“9”字形腔裝置包括：四端口耦合器(6)連接的非線性放大環鏡、三端口耦合器(7)連接的環形鏡組成“9”字形腔；

所述錐形微納結構真實可飽和吸收體(8)是錐形結構，錐形光纖是通過拉錐機制備，錐腰直徑為10μm，將二維材料覆蓋在錐形光纖上層，下層是載玻片，采用紫光膠水固定光纖兩端，用于固定光纖。

2.根據權利要求1所述的一種多脈沖光纖激光器的生成裝置，其特征在于，

所述真實可飽和吸收體選用石墨烯、過渡金屬硫化物在內的二維材料。

3.根據權利要求1所述的一種多脈沖光纖激光器的生成裝置，其特征在于，

所述90m單模光纖(5)用于產生足夠的非線性相移，同時加長腔長有助于實現多脈沖鎖模；所述偏振控制器(4)為擠壓式偏振控制器，通過調節其壓力及偏轉角度調節腔內損耗；所述四端口耦合器(6)用于光信號干涉及輸出，其中相反方向不同相移的光信號之間進行相互干涉，最終實現脈沖輸出。

4.根據權利要求1所述的一種多脈沖光纖激光器的生成裝置，其特征在于，

所述用于分路及合路的三端口耦合器(7)形成一個兩輸出端相連的環形鏡，避免了普通非線性光學環鏡的能量損耗。

5.根據權利要求1所述的一種多脈沖光纖激光器的生成裝置，其特征在于，所述四端口耦合器(6)為50:50耦合器，光信號經過50:50的耦合器后，50％的信號光用于輸出測量相關光學特性，50％的信號光用于繼續留在腔內進行傳輸。

6.根據權利要求1所述的一種多脈沖光纖激光器的生成裝置，其特征在于，所述90m單模光纖(5)是SMF-28e，并且各部件之間均采用纖芯對齊的方式通過保偏熔接機直接熔接在一起。

7.根據權利要求1所述的一種多脈沖光纖激光器的生成裝置，其特征在于，所述增益光纖(3)的稀土摻雜元素為銩或鈥或銩鈥共摻。

8.一種基于權利要求1-7任一項生成裝置的光纖內多脈沖生成方法，包括如下步驟：輸入泵浦激光，激勵增益光纖生成初始激光脈沖，將初始化脈沖經過“9”字形腔“作為等效可飽和吸收體和錐形微納結構真實可飽和吸收體(8)實現混合鎖模，最終可實現能自啟動和穩定性高的調Q鎖模，傳統孤子、多孤子、脈沖束、脈沖束諧波在內的多脈沖輸出。