[發明專利]基于螺旋機構的可調諧鎖模光纖激光器、制備、輸出方法

有效

• 申請號: 202110243647.7
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113131318B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 金亮;謝尚之;張賀;徐英添;馬曉輝;李巖;石琳琳
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/102;H01S3/098;H01S3/00
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

本發明屬于光纖激光器技術領域，公開了一種基于螺旋機構的可調諧鎖模光纖激光器、制備、輸出方法，基于螺旋機構的可調諧鎖模光纖激光器由泵浦源、波分復用器、增益光纖、輸出耦合器、螺旋機構、單模?多模?單模即SMS結構、隔離器以及可飽和吸收體組成；泵浦源為基礎光源，用于對激光工作物質進行激勵；所述泵浦源經過光纖接入波分復用器；所述波分復用器、增益光纖、輸出耦合器、SMS結構、隔離器、可飽和吸收體、接入組成光纖環形腔結構；所述SMS結構兩端單模光纖與所述螺旋機構相連。本發明提供了一種低成本、受環境影響小、便于集成度化、參數可量化、可微調、穩定性好、結構簡單且利于實現和制造的可調諧的鎖模光纖激光器。

技術領域

本發明屬于光纖激光器技術領域，尤其涉及一種基于螺旋機構的可調諧鎖模光纖激光器、制備、輸出方法。

背景技術

目前，可調諧光纖激光器的用途廣泛，可用于通信領域的波分復用、光譜分析、生物醫學處理、環境污染監測和信息處理等?？烧{諧光纖激光器在閾值、效率、可調諧波長范圍等方面有諸多優點。在光纖中進行濾波可實現激光可調諧輸出。目前常見的方法有使用光纖布拉格光柵、長周期光纖光柵、馬赫-曾德和塞格納克等結構實現濾波，然而光纖光柵和干涉結構在實際生產中較為復雜、成本較高，且受限于后置解調裝置，復雜生產技術和難以精細化、批量化等因素。以通信領域為例，由于對信號傳輸容量與信道的需求不斷增大，可調諧光纖激光器成為本領域一個研究熱點。

為了獲得超短脈沖輸出，常用鎖模的方法對激光縱模進行鎖定。當滿足多縱模振蕩且縱模之間有固定的相位差時，激光器會形成鎖模脈沖輸出，較沒有鎖模的激光而言，脈沖寬度更窄、峰值功率更高。鎖模有主動鎖模、被動鎖模和主被動混合鎖模三種方式，其中被動鎖模技術能獲得飛秒量級的脈沖。被動鎖模主要包括利用可飽和吸收體(制備有可飽和吸收特性的二維材料)鎖模、構造非線性光纖環境(8字腔)鎖模和采用非線性偏振旋轉鎖模。

現有技術一種可調諧鎖模光纖激光器(公開號：CN 109936044 A)，其通過偏振控制器調節光纖雙折射，改變光的偏振態，該過程受環境影響大，且調節過程不可量化。

現有技術一種基于多模干涉效應的寬可調譜的單頻光纖激光器(公開號：CN110212398 A)，其采用依賴于光學位移臺的應力加載器，對光纖加載應力實現可調諧輸出，不能輸出鎖模脈沖激光。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：人們采用空間光結構，引入額外器件對光路進行調制形成濾波效應，但這極大地增加了成本，且這樣的激光器結構十分復雜。在空間光調制中，光路容易受到外界環境干擾，且若不嚴格控制環境，濾波產生的輸出光的波長容易變化。可調諧鎖模激光器的輸出波段不易精確調整，研究人員大多僅在實驗室中依靠偏振控制器改變光纖偏振態實現濾波，但這種方法需要光譜儀來確認輸出光的中心波長。

解決以上問題及缺陷的難度為：

可調諧鎖模光纖激光器長期受到國外市場的壟斷，國內大多依賴于進口該類設備。核心技術在他國手中導致進口的價格十分高昂，國內尚未完全攻關該項技術。空間光固有的缺陷是不可避免的，只能在穩定環境中使用來避免環境對光路的干擾。偏振控制器無法實現輸出光的參數量化，空間光中引入可變折射率材料能解決該問題，但會使成本高昂且易受環境影響。

解決以上問題及缺陷的意義為：

濾波部分采用全光纖結構，不用額外的器件來調制光，因此結構簡單，成本較低，便于集成化。光全程在波導中傳輸，不容易受環境影響，穩定性好。引入的螺旋機構進給裝置可以精確調整輸出波段，刻度尺可以與輸出光的中心波長相對應，實現參數可視化和可量化。全光纖結構和螺旋機構進給裝置的搭配同時解決了上述兩個矛盾的問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于螺旋機構的可調諧鎖模光纖激光器、制備、輸出方法。