[发明专利]一种光子晶体光纤调Q光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光子晶体光纤调Q光纤激光器，属于光电子技术领域。

背景技术

光子产业中存在着一种基础的材料——光子晶体，光子晶体的研究不仅仅是光通讯领域内的问题，同时它对其他相关产业也将产生巨大的影响。自从1987年Yablonowitch和John分别独立地提出了光子晶体和光子禁带的概念以来，光子晶体就成为国内外都受到极大重视的热点课题，在光学物理、凝聚态物理、电磁波、信息技术等领域引起了人们广泛的关注。在这短短二十年里，光子晶体在理论研究和实验研究方面都取得了显著的成果，并且在某些领域也有了一定的应用，比如光子晶体光集成回路、光子晶体光波导、光子晶体滤波器等。但这毕竟是一种全新的概念，对它的研究还不够深入和广泛，其很多特性还没有得到很好的应用，有必要开展进一步的研究，尤其是在可见光波段全向禁带的实现与展宽方面。

光子晶体中有一种是制作在光纤中，一般称之为光子晶体光纤，光子晶体光纤的一般结构如附图1和附图2所示，它是在光纤中沿轴向均匀排列着气孔，从光纤端面看，存在着周期性的二维结构，并且其中的一个气孔遭到了破坏或缺失，这样就产生了缺陷，光就能够在缺陷中传播，其中的缺陷如附图1和附图2中的中央部分所示，在中央部分处，周期性的二维结构遭到了破坏了，从而在中间位置处产生了能够导光的缺陷。

光纤激光器是光电子领域中另外一种非常重要的器件，光纤激光器包括连续激光器和脉冲激光器，众所周知，脉冲激光的产生一般需要Q开关，现有的光纤脉冲激光器所使用的一般都采用调Q晶体，这些类型的调Q晶体一般都是为了原来的固体激光器而设计的，将这些Q开关应用于光纤激光器时都伴随着耦合复杂，结构臃肿，成本高等的一系列问题，从而使光纤激光器本身所具有的结构简单，成本低廉等优点全部丧失。所以有必要使用一种能够与光纤激光器进行简单耦合的Q开关装置在实现脉冲激光输出的同时保持光纤激光器本身所具有的结构简单、成本低廉等优点。现有技术曾提出使用光子晶体光纤作为光开关，但是其开关特性利用的均是非线性，这种非线性的光开关结构上复杂，调制上存在一定难度，所以使用这种光开关作为光纤激光器的Q开关存在诸多弊端。本发明正是针对此而提出的，设计了一种结构简单，调制方便，易于光纤激光器集成的光子晶体光纤Q开关，以及包含该Q开关的光纤激光器。

发明内容

本发明就是为解决上述问题而提出的，提供一种光子晶体光纤调Q光纤激光器，很好的解决现有技术中所存在的问题。

本发明的思路是首先制造一种无缺陷的光子晶体光纤，让其禁带覆盖光纤激光器的增益带宽，然后让其插入到光纤激光器的谐振腔内，这样，由于此时的光子晶体光纤不具有缺陷并且覆盖了光纤激光器的增益带宽，就使得能够产生增益的光不能在光纤激光器的谐振腔内产生振荡，然后使用调制器对插入到光纤激光器内的光子晶体进行调制，周期性的破坏所述光子晶体的周期性结构从而破坏其禁带位置或者周期性的改变所述光子晶体的禁带位置，这样，处于增益带宽内的光就可以周期性的通过所述光子晶体光纤，从而在谐振腔内产生振荡，产生脉冲激光输出。

以上述思想构建的光纤激光器具有结构简单，成本低廉，调制容易等优点，其中所使用的调Q器件是能够与光纤很好耦合的光子晶体光纤，而所使用的光子晶体光纤是无缺陷的光子晶体光纤，其不需要具有复杂的结构，仅仅是一根光子晶体光纤即可，其调制也非常简单，仅需要使用应力或其他影响力来破坏或改变光子晶体光纤的禁带位置即可实现。

本发明提供了一种光子晶体光纤调Q光纤激光器，包括：作为该光纤激光器端镜的光纤布拉格光栅(FBG)，作为增益介质的增益光纤，泵浦源，将泵浦源的光耦合进入所述增益光纤的光纤耦合器，以及调Q器件，其特征在于，所述调Q器件包括无缺陷光子晶体光纤和调制器，所述调制器对无缺陷光子晶体光纤施加应力以破坏所述光子晶体光纤的禁带结构或改变所述光子晶体光纤的禁带位置，所述无缺陷光子晶体光纤是指在截面内的二维周期性结构中不存在任何缺陷位置。

根据本发明的光纤激光器，所述的调制器为机械应力调制器。

根据本发明的光纤激光器，所述的调制器为超声应力调制器。

根据本发明的光纤激光器，所述的调制器所施加的超声应力是可调节的，以控制该光纤激光器的输出带宽。

根据本发明的光纤激光器，所述无缺陷光子晶体光纤的长度为在满足可施加应力的要求下选择最短的距离。

附图说明

附图1是现有技术中一光子晶体光纤的实物端面示意图；

附图2是现有技术中光子晶体光纤的结构的端面示意图；