[发明专利]一种基于光子晶体光纤的傅里域锁模光纤激光器

说明书

技术领域

 本发明属于光纤通信和光电子技术领域，特别是一种傅里域锁模光纤激光器。

背景技术

锁模光纤激光器在超快光学、非线性光学、生物光学、光信息处理以及激光加工等领域具有重要的研究价值。进入90年代以来，人们对锁模激光器的理论和实验做了大量研究，在理论上提出了崭新的设计理念，例如主动锁模、谐波锁模、有理数谐波锁模、附加（或碰撞）脉冲锁模、注入锁模、非线性光学环境锁模、非线性偏振旋转锁模、半导体可饱和吸收体锁模等一系列锁模理论。

锁模光纤激光器根据锁模原理分为主动锁模光纤激光器和被动锁模光纤激光器两大类。对于传统的主动锁模光纤激光器，其调制方式主要分为以下两种：幅度调制和相位调制。因此主动锁模光纤激光器通常就是在激光器谐振腔内加入幅度调制器或者相位调制器，利用电信号(通常是高频率的射频信号)对谐振腔内激光进行周期性调制，当调制信号频率和激光器谐振腔基频满足一定关系时，即可实现锁模激光输出。传统主动锁模光纤激光器两种调制技术分别针对激光器谐振腔内激光振幅、相位进行周期性调制，在实现端脉冲光源方面都获得很大的成功,而傅里叶域锁模(FDML)方式是对激光器谐振腔内激光的波长(频率)进行周期性调制，2006年，以傅里FDML方式实现了波长高速调谐的光纤激光器并给出了在光学相干成像（OCT：Optical Coherence Tomography）和光纤传感中的应用例子。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种低成本、结构紧凑、可调谐的傅里叶域锁模光纤激光器。

本发明的技术方案：

一种傅里域锁模光纤激光器，由掺铒光纤放大器、光子晶体光纤、色散位移光纤、偏振控制器、色散补偿光纤、光隔离器、20:80光耦合器、可调谐法布里—珀罗滤波器和信号发生器组成；光耦合器设有三个端口分别为输入端a、输出端b和输出端c，输出端b和输出端c的输出光功率比例为20:80；可调谐法布里—珀罗滤波器设有三个端口分别为输入端d、输出端e和输出端f；掺铒光纤放大器、光子晶体光纤、色散位移光纤、偏振控制器、色散补偿光纤、光隔离器、20:80光耦合器的输入端a和输出端c、可调谐法布里—珀罗滤波器的输入端d和输出端f通过光纤串联连接并构成闭合回路；可调谐法布里—珀罗滤波器的输出端e通过光纤与信号发生器9连接，光耦合器的输出端b作为整个激光器的输出。

本发明的工作原理：

该傅里域锁模光纤激光器通过无阈值的掺铒光纤放大器产生宽带增益谱，然后通过一段光子晶体光纤进行频谱展宽，以增加可调谐滤波器的波长调制范围；通过一段色散位移光纤降低整个激光器的基频，以适应可调谐法布里—珀罗滤波器的调制范围；通过调整偏振控制器，以改变激光器的偏振态和调整信号发生器的输出频率使激光器处于谐振状态；光隔离器使激光腔内的光处于单向运转状态，耦合器的20%的端口输出用于光的频谱监测以及时域波形的监测，色散补偿光纤补偿激光腔内的光学器件以及单模光纤所产生的反常色散，以降低输出激光的线宽。 

本发明的优点是：该傅里域锁模光纤激光器结构简单、成本低、调制速率高、带宽宽，能够在常温下稳定工作。

附图说明

图1是本发明的傅里叶域锁模光纤激光器结构示意图。

图中：1.掺铒光纤放大器   2.光子晶体光纤   3.色散位移光纤

4.偏振控制器   5.色散补偿光纤   6.光隔离器   7.光耦合器

8.可调谐法布里—珀罗滤波器   9.信号发生器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的具体说明：

实施例1：

一种傅里域锁模光纤激光器，由掺铒光纤放大器1、光子晶体光纤2、色散位移光纤3、偏振控制器4、色散补偿光纤5、光隔离器6、20:80光耦合器7、可调谐法布里—珀罗滤波器8和信号发生器9组成；光耦合器7设有三个端口分别为输入端a、输出端b和输出端c，输出端b和输出端c的输出光功率比例为20:80；可调谐法布里—珀罗滤波器8设有三个端口分别为输入端d、输出端e和输出端f；掺铒光纤放大器1、光子晶体光纤2、色散位移光纤3、偏振控制器4、色散补偿光纤5、光隔离器6、20:80光耦合器7的输入端a和输出端c、可调谐法布里—珀罗滤波器8的输入端d和输出端f通过光纤串联连接并构成闭合回路；可调谐法布里—珀罗滤波器8的输出端e通过光纤与信号发生器9连接，光耦合器7的输出端b作为整个激光器的输出并用于光的频谱监测以及时域波形的监测。