[发明专利]光纤锁模激光器

说明书

技术领域

本发明涉及光学与激光光电子技术领域，尤其涉及一种光纤锁模激光器。

背景技术

光纤激光器以其效率高、阈值低、光束质量高、紧凑小巧和高性能价格比等众多的优良特点受到普遍关注，并得到了长足发展。近年来，由于光纤锁模技术的发展，光纤锁模激光器在单脉冲能量、脉冲宽度和脉冲序列稳定性方面获得了极大的改善，在军事、医疗和工业加工等领域展示出广阔的应用前景。

在众多光纤锁模激光器中，遇到的共同问题是环境干扰。由于大部分光纤锁模激光器的锁模机制是基于腔内激光的偏振态旋转，而偏振态的旋转来源于光纤的随机双折射效应，非保偏光纤的双折射效应受环境影响很大，外界的扭曲、拉伸、挤压、温度变化等都会改变光纤的双折射，进而改变腔内激光的偏振态，从而导致锁模不稳甚至失锁。特别是低重频光纤锁模激光器中，由于腔长很长，腔内的无源光纤长度为数米至数千米不等，越长的光纤就越容易受到环境的干扰。

现有的光纤锁模激光器抗环境干扰技术主要有：使用保偏光纤组成谐振腔；将法拉第旋转镜作为腔镜。前者不适用于依赖偏振态旋转机制进行锁模的激光器，因为保偏光纤的高双折射度使得非线性偏振旋转效应远远小于线性偏振旋转效应，破坏了锁模的基本条件。后者适用于法珀腔，也就是直线腔型，但不适用于环形腔。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何使环行腔的依赖偏振态旋转机制进行锁模的光纤激光器抗环境干扰、运转稳定。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提出了一种光纤锁模激光器，其特征在于，包括：

泵浦二极管，通过泵浦/信号合束器的一个输入端耦合到增益光纤的输入端；

增益光纤，输入端与所述泵浦/信号合束器的输出端熔接，输出端与三端口环行器的第一端口耦合；

三端口环行器，其第一端口与所述增益光纤的输出耦合、第三端口和所述泵浦/信号合束器的另一个输入端熔接，第二端口与无源光纤的一端熔接；

法拉第旋转镜，其与所述无源光纤的另一端熔接。

其中，在所述增益光纤的输出端和所述三端口环行器的第一端之间还熔接了线偏振分束隔离器。

其中，在所述增益光纤的输出端和所述线偏振分束隔离器的输入端之间熔接第一偏振控制器。

其中，在所述线偏振分束隔离器的输出端和所述三端口环行器的第一端口之间熔接第二偏振控制器。

其中，在所述三端口环行器的第一端口和所述增益光纤的输出端分别置有第一准直镜和第二准直镜。

其中，在所述第一准直镜的输入端置有第一四分之一波片，并且在所述第一四分之一波片的输入端和所述第二准直镜之间置有线偏振分束器。

其中，在所述第一四分之一波片的输入端和所述线偏振分束器之间置有隔离器。

其中，在所述第二准直镜的输出端置有第二四分之一波片，并且在所述第二四分之一波片的输出端和所述线偏振分束器的输入端之间置有二分之一波片。

其中，所述增益光纤是单包层光纤或双包层光纤。

其中，所述无源光纤是单包层光纤或双包层光纤。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：三端口环形器与法拉第旋转镜组合成独立的元件，从而激光经过法拉第旋转镜反射时，偏振方向旋转90度，使得激光的两正交偏振态在无源光纤中往返一次所积累的线性相移差为0，减弱了环境扰动对腔内激光偏振态的干扰，有利于光纤锁模激光器的稳定运转，增加了激光器的抗干扰性。

附图说明

图1是本发明实施例的光纤锁模激光器的结构图，其为全光纤结构；

图2是本发明另一个实施例的光纤锁模激光器结构图，其使用了分立器件，因而为非全光纤结构。

其中，1：三端口环形器；2：无源光纤；3：法拉第旋转器；4、泵浦二极管；5：泵浦/信号合束器；6：增益光纤；7、9：偏振控制器；8：在线型偏振分束隔离器；10、11、12：三端口环形器的第一、第二和第三端口；13：第一准直镜；19：第二准直境；14：第二四分之一波片；18：第一四分之一波片；15：二分之一波片；16：线偏振分束器；17：隔离器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明实施例的全光纤结构的光纤锁模激光器，包括：

泵浦二极管4，通过泵浦/信号合束器5的一个输入端耦合到增益光纤6的输入端，其作用是泵浦光纤锁模激光器；