[發明專利]激光誘導石墨烯電調諧被動鎖模光纖激光器

在審

• 申請號: 202210517522.3
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN115036779A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 張弘;朱月紅;鄧國亮;王樹同;吳竹晶
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/0941;H01S3/10;H01S3/098;H01S3/11
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• 代理人: 暫無信息

1.一種激光誘導石墨烯電調諧被動鎖模光纖激光器，其特征在于包括：半導體泵浦源，半導體泵浦光源順次連接有980/1550nm波分復用器，摻鉺增益光纖，錐形Co²⁺:ZnS薄膜可飽和吸收鎖模器件，偏振控制器件，偏振無關光隔離器，輸出耦合器，激光誘導石墨烯電調諧器件；半導體泵浦源作為光源，光源通過波分復用器耦合注入摻鉺光纖中，摻鉺光纖作為光纖激光器的增益介質，當泵浦光入射到摻鉺增益光纖中，會發生自發輻射和受激輻射而發射出光子；錐形Co²⁺:ZnS薄膜可飽和吸收體是基于倏逝波的鎖模器件，作為諧振腔中的光調制器件在鎖模的過程中發揮重要作用，可以對諧振腔內損耗進行周期性調制，實現鎖模激光輸出；通過調節偏振控制器可以改變光纖的偏振態，改變光在腔中的傳輸狀態；通過偏振無關隔離器確保激光在腔內的單向傳輸，抑制反射光波對光源的不利影響；光耦合器將腔內光波分為兩路，一路與后續的激光誘導石墨烯電調諧器件連接，使光波繼續在光纖激光器腔內傳輸放大，一路光波作為鎖模激光器的輸出端；激光誘導石墨烯電調諧器件由激光誘導石墨烯電極和長周期光纖光柵組成，用于調節腔內不同波長光波的損耗，實現鎖模激光器輸出波長的調諧；石墨烯電極能夠將直流電源的電能轉換為熱能，實現溫度的精密調控；長周期光纖光柵作為窄帶濾波器件，其透射譜受溫度調控；石墨烯電極作為溫度控制源，將直流電源的電能轉化為熱能，以實現溫度的精密調控，溫度調控進一步被傳遞到長周期光纖光柵，溫度調控帶來長周期光纖光柵的波長偏移可以用公式表示，其中λ₀為中心波長，Λ為光柵周期，n_co和分別為核心基模和包層第m模的有效折射率，T為溫度，溫度對長周期光纖光柵影響而引起的波長位移是由熱光學效應(右一項)和光柵周期的熱膨脹(右二項)引起的；在標準光纖中，芯層(由SiO₂+GeO₂組成)的熱光系數大于包層(僅由SiO₂組成)的熱光系數，因此波長將向更長的波長偏移。

2.根據權利要求1所述的激光誘導石墨烯電調諧被動鎖模光纖激光器，其特征在于,所述的半導體泵浦源為帶尾纖的976nm半導體激光器。

3.根據權利要求1所述的激光誘導石墨烯電調諧被動鎖模光纖激光器，其特征在于,所述的波分復用器980/1550nm波分復用器。

4.根據權利要求1所述的激光誘導石墨烯電調諧被動鎖模光纖激光器，其特征在于，錐形Co²⁺:ZnS薄膜可飽和吸收體是一種基于倏逝波的鎖模器件，其是通過真空鍍膜技術將Co²⁺:ZnS材料沉積到束腰直徑為10μm～30μm的微納光纖錐上制備而成的被動鎖模器件。

5.根據權利要求1所述的激光誘導石墨烯電調諧被動鎖模光纖激光器，其特征在于，通過旋轉腔內偏振控制器調節腔內光波的偏振狀態。

6.根據權利要求1所述的激光誘導石墨烯電調諧被動鎖模光纖激光器，其特征在于激光誘導石墨烯電調諧器件是由激光誘導石墨烯電極和長周期光纖光柵組成。

7.根據權利要求1所述的激光誘導石墨烯電調諧被動鎖模光纖激光器，其特征在于石墨烯電極是由二氧化碳(CO₂)激光器在市售的聚酰亞胺(PI)膜寫入圖案形成的。

8.根據權利要求1所述的激光誘導石墨烯電調諧被動鎖模光纖激光器，其特征在于長周期光纖光柵的工作波長為1520nm～1580nm。