[發明專利]一種SESAM與光纖的耦合結構及封裝方法

有效

• 申請號: 202011438536.3
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112415679B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 鄭建奎;崔索超;陳炯
• 申請（專利權）人: 華中光電技術研究所（中國船舶重工集團公司第七一七研究所）
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 高蘭

本發明涉及一種SESAM(semiconductor saturable absorber mirror，半導體可飽和吸收鏡)與光纖的耦合結構及封裝方法，耦合結構包括：光纖光路切換裝置、插頭、SESAM安裝座和多軸安裝架；插頭包括各個微孔，光纖通過各個微孔從插頭的一端面穿至另一端面；插頭的另一端面與SESAM7的鏡面端封閉在密閉空間內；SESAM安裝在SESAM安裝座上，多軸安裝架夾持SESAM安裝座調整SESAM的鏡面端與插頭的另一端面的相對距離和角度，使SESAM的各個工作點與穿過插頭后的各根光纖位置對應；通過多根光纖的切換實現SESAM的換點工作，提高了SESAM的利用率，明顯延長了SESAM的使用壽命，降低了激光器的維護成本；該耦合方式結構簡單、操作可行、成本低廉、體積緊湊，實現了SESAM的全光纖化與可換點，非常有利于光纖超快激光器的批量化生產。

技術領域

本發明涉及激光技術領域，尤其涉及一種SESAM與光纖的耦合結構及封裝方法。

背景技術

利用SESAM被動鎖模產生的超快光纖激光器，能夠產生皮秒至飛秒量級的超短脈沖，是當前超快振蕩器的主流技術方案。SESAM同時集成了反射鏡與可飽和吸收體的功能，相比于之前單純的半導體可飽和吸收體，SESAM具有自啟動方便、使用簡單、插入損耗小等諸多優點，并得到了廣泛的使用。

不過，雖然SESAM在超快激光器領域取得了巨大的成功，但是其依然沒能徹底解決損傷閾值低、易損壞、壽命短的缺點，這對其在一些領域的應用是非常不利的，比如在需要長時間連續工作的工業超快激光器中，為了避免長時間工作給SESAM帶來的損傷，一些廠家在其固體超快振蕩器中采用長條形SESAM用于鎖模，通過一對電控可調鏡架根據SESAM表面單點的工作時間來調整起振激光在SESAM上的反射點，通過不斷在長條狀SESAM上換點來延長SESAM的使用壽命，從而確保超快激光器的壽命。

但是對于光纖超快振蕩器來說，類似于固體超快振蕩器這種通過電控鏡架的方式換點是很難實現的，常見的光纖超快振蕩器對SESAM的耦合方式與封裝方法有：

(1)將SESAM通過膠水粘到光纖跳線接頭的陶瓷插芯上，然后通過擰緊光纖跳線接頭將SESAM頂到熱沉上，中間一般放置銦箔或涂抹導熱膠來增強導熱。這種方法操作簡單，能實現全光纖化且抗失調能力較好，但是無法換點且濕度無法控制，是目前光纖超快振蕩器封裝SESAM的主要方式。

(2)將SESAM焊接或粘接在熱沉上，然后通過透鏡組實現光纖與SESAM之間的耦合。這種方法通過重新調試SESAM的位置可以多次換點，但是調試非常復雜、抗失調能力差且起振閾值很高，因此極少被用于實際中。

上述第一種方法初步解決了SESAM在光纖超快振蕩器中的應用，但是其壽命依然較短，主要由于下面三個原因：

(1)首先與SESAM材料本身的特性有關，在SESAM自啟動鎖模過程中，在穩定的鎖模階段之前會產生調Q階段，此階段諧振腔中會產生峰值功率很高的巨脈沖，其在SESAM表面反射時會導致SESAM的損傷。

(2)其次與SESAM的散熱有關，SESAM對諧振腔腔內激光反射率是不可能達到100％的，因此會有部分激光被吸收后轉化為熱量，這種熱量的累計會導致SESAM升溫，如果散熱不及時就會導致SESAM損壞。

(3)再次與SESAM所處環境的濕度有關，SESAM本身由多層結構構成，表面還有增透膜，當所處環境的濕度過大時，容易吸收空氣中的水分造成這些功能層和鍍膜層的性能下降或失效。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的技術問題，提供一種SESAM與光纖的耦合結構及封裝方法，解決現有技術中SESAM在光纖超快振蕩器的應用中壽命短的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種SESAM與光纖的耦合結構，包括：光纖3、SESAM7、光纖光路切換裝置2、插頭4、SESAM安裝座9和多軸調整架12；