[發明專利]一種全光纖單頻脈沖激光器

在審

• 申請號: 202210055401.1
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114552343A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 付士杰;史偉;盛泉;李巖巖;史朝督;張露;姚建銓
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發明公開了一種全光纖單頻脈沖激光器，所述激光器利用在復合腔結構內引入對激光波長具有吸收特性的有源光纖作為可飽和吸收體，實現超窄帶濾波及全光纖被動調Q，獲得單頻脈沖全光纖激光振蕩器。本發明在加強諧振腔的選頻能力、降低單頻激光對復合腔腔長的嚴苛要求、提升激光單縱模運轉穩定性的同時，引入周期性變化的腔損耗，實現全光纖被動調Q，獲得單頻脈沖全光纖激光振蕩器，克服了現有單頻脈沖光纖激光器所存在的工作波長有限、激光功率水平較低等問題。

技術領域

本發明涉及激光器領域，尤其涉及一種全光纖單頻脈沖激光器。

背景技術

單頻脈沖光纖激光器憑借其窄線寬、高光束質量以及高系統集成度、免維護等優勢在相干雷達、激光遙感以及非線性光學頻率變換等領域具有重要的應用需求。單頻脈沖激光的產生方式主要可分為外調制和內調制兩種。外調制方式可通過電脈沖信號驅動單頻半導體激光器、光脈沖泵浦短腔單頻光纖激光器的增益開關技術，以及利用聲光或電光等主動調Q器件實現單頻激光由連續波運轉變為脈沖運轉。但是這幾種外調制方式均存在一定的缺點，一方面，單頻半導體激光器輸出功率較低，能夠實現的激光波長有限；增益開關方式可實現全光纖結構單頻脈沖激光，但激光功率水平仍嚴重受限于短腔結構的激光增益；而聲光和電光調Q器件雖然可實現光纖尾纖輸出，但分別存在插入損耗大、價格昂貴等缺點，且成熟的商用器件覆蓋波段十分有限，上述因素均限制了單頻脈沖光纖激光器的實際應用。

相比于外調制方式，單頻光纖激光脈沖的內調制技術發展較為緩慢。其中，基于壓制雙折射效應周期性調制激光腔內損耗的方式得到最為廣泛的應用，但該技術依賴于對光纖施加周期性機械應力，容易導致激光長期工作下光纖本身的機械損傷，且激光脈沖的調制效果對所施加應力較為敏感，造成該技術方案的環境穩定性較差。

參考文獻：

[1]用于測風雷達系統的單頻脈沖光纖激光器，公開號CN 112615242 A，2021.

[2]J.Geng,Q.Wang,T.Luo,B.Case,S.Jiang,F.Amzajerdian,and J.Yu,Single-frequency gain-switched Ho-doped fiber laser,Opt.Lett.37,3795-3797(2012)

[3]Y.Kaneda,C.Spiegelberg,J.Geng,Y.Hu,T.Luo,J.Wang,and S.Jiang,Compact,single-frequency all-fiber Q-switched laser at 1μm,in Conference onLasers and Electro-Optics(CLEO),Vol.95of OSA Trends in Optics and Photonics(Optical Society of America,2004),paper CTHO3.

發明內容

本發明提供了一種全光纖單頻脈沖激光器，本發明利用在復合腔結構內引入在激光波長處具有吸收特性的有源光纖作為可飽和吸收體，在加強諧振腔的選頻能力、提升激光單縱模運轉穩定性的同時，引入周期性變化的腔損耗，實現全光纖被動調Q，獲得單頻脈沖全光纖激光振蕩器，克服了現有單頻脈沖光纖激光器所存在的工作波長有限、激光功率水平較低等問題，詳見下文描述：

一種全光纖單頻脈沖激光器，所述激光器利用在復合腔結構內引入對激光波長具有吸收特性的有源光纖作為可飽和吸收體，實現超窄帶濾波及全光纖被動調Q，獲得單頻脈沖全光纖激光振蕩器。

其中，所述復合腔結構包括：第一高反射率光纖光柵、第一有源光纖和第一低反射率光纖光柵構成第一諧振腔，第一高反射率光纖光柵和第二低反射率光纖光柵構成第二諧振腔；

利用第一諧振腔和第二諧振腔的不同腔長度增加激光器的縱模間距，利用第二有源光纖與第二低反射率光纖光柵構成超窄帶濾波器，以獲得穩定的單縱模激光運轉。