[发明专利]一种中红外级联脉冲光纤激光器

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，特别涉及一种脉冲光纤激光器。

背景技术

光纤激光器具有激光阈值低、输出光束质量好、转换效率高、以及高“表面积/体积”比、柔韧性与灵活性好、易于集成等显著优点，在最近脉冲光纤激光器的研究中，其波长主要集中在2.8um左右，采用的方法主要为增益调制、声光调制器主动调Q和可饱和吸收体被动调Q三种方式。1.增益调制方式是通过脉冲泵浦的方法对激光跃迁上能级的粒子数进行周期性调制，实现激光的脉冲输出，但是这种方法需要对泵浦光进行脉冲调制，容易损坏泵浦激光器和光纤端面。2.声光调制器主动调Q则是通过在光纤外，谐振腔内放置声光调制器来控制激光腔内的损耗从而实现调Q脉冲的输出，而这种方法需要在光纤外放置声光调制器，这使得光纤激光器失去了固有的灵活、紧凑、体积小等优点，加之中红外波段声光调制器所需材料特殊，这就提高了它的制作成本和难度。3.而对于可饱和吸收体被动调Q方法，目前国际上还未研制出工作2.8um左右波段的可饱和吸收体。

发明内容

本发明为解决现有技术中的脉冲光纤激光器存在的不足，提出了一种中红外级联脉冲光纤激光器。

本发明的技术方案是：一种中红外级联脉冲光纤激光器，包括依次连接的半导体激光器、耦合透镜组和双包层ZBLAN光纤，其特征在于，所述二色镜位于耦合透镜组中，所述双包层ZBLAN光纤的一端与耦合透镜组之间设置有光纤布拉格光栅FBG₁4和光纤布拉格光栅FBG₂5，所述ZBLAN光纤的另一端设置有宽谱反射镜，所述宽谱反射镜靠近双包层ZBLAN光纤的一侧的表面具有石墨烯薄膜用作激光的可饱和吸收体。

所述纤布拉格光栅FBG₁和宽谱反射镜构成激光的第一谐振腔，而光纤布拉格光栅FBG₂5和宽谱反射镜构成激光的第二谐振腔。

所述双包层ZBLAN光纤为双包层掺Er³⁺ZBLAN光纤，所述双包层掺Er³⁺ZBLAN光纤中的Er³⁺离子能级跃迁分别对应波长为1.6μm和2.7μm激光的跃迁辐射。

所述光纤布拉格光栅FBG₁和光纤布拉格光栅FBG₂由飞秒激光器在所述双包层掺Er³⁺ZBLAN光纤上刻写而成，光纤布拉格光栅FBG₁4反射中心波长对应于1.6μm，并对1.6μm激光呈高反射率，所述光纤布拉格光栅FBG₂5反射中心波长对应于2.7μm，但其对2.7μm激光有较高的透射率。

所述双包层ZBLAN光纤为双包层掺或Ho³⁺ZBLAN光纤，所述双包层掺Ho³⁺ZBLAN光纤中的Ho³⁺离子能级跃迁分别对应波长为2.1μm和3.0μm激光的跃迁辐射。

所述光纤布拉格光栅FBG₁和光纤布拉格光栅FBG₂由飞秒激光器在所述双包层掺Ho³⁺ZBLAN光纤上刻写而成，光纤布拉格光栅FBG₁4反射中心波长对应于2.1μm，并对2.1μm激光呈高反射率，所述光纤布拉格光栅FBG₂反射中心波长对应于3.0μm，但其对3.0μm激光有较高的透射率。

本发明的有益效果是：1.避开了传统的增益调制方式和声光调制器主动调Q方法中，需要对泵浦光进行脉冲调制，进而引起泵浦激光器和光纤端面损坏，以及使用外置光纤外的声光调制器件从而引起装置灵活性降低等问题，使得装置结构简单，可移植性和可集成度高，有利于实际应用。2.避开了被动调Q方法中2.8μm左右波段还未有可饱和吸收体的问题。

附图说明

图1是本发明的一种中红外级联脉冲光纤激光器结构示意图。

图2是本发明双包层ZBLAN光纤的能级变化示意图。