[发明专利]一种2微米波段全保偏混合锁模超短脉冲光纤激光器

说明书

本发明请求保护一种2微米波段全保偏混合锁模超短脉冲光纤激光器，属于激光技术以及非线性光学领域。主要包括激光泵浦源、保偏泵浦合束器、保偏掺铥或保偏铥钬共掺光纤、保偏环形器、保偏隔离器、可饱和吸收体或可饱和吸收镜、保偏耦合器、保偏无源光纤等。本发明利用掺铥或掺钬或铥钬共掺光纤作为增益介质，可饱和吸收体或可饱和吸收镜同“8”字形谐振腔结合共同作为被动锁模器件，实现了2微米波段、低功率泵浦、全保偏、混合锁模超短脉冲的输出。本发明结构实现了全光纤焊接，具有泵浦功率低、锁模稳定、结构简单、系统锁模稳定可靠的优点，既可作为性能优良的激光光源使用，也可作为信号种子源进行进一步放大。

技术领域

本发明涉及涉及光纤激光器技术领域，特别是一种2微米波段全保偏混合锁模超短脉冲光纤激光器。

背景技术

现有技术中，光纤激光器是以掺杂稀土元素的光纤作为增益介质的激光器，通过掺杂不同的稀土元素，可以使光纤激光器的工作波段覆盖到中红外波段。与固体激光器相比，光纤激光器具有体积小、阈值低、效率高、光束质量好、无需调整光路等优点。其中，2微米光纤激光器由于其输出波长接近羟基H-O的吸收峰，处于人眼安全范围内，在众多领域有着重要的前景。

近年来，高功率脉冲激光在加工、军事、医学中得到广泛应用。而普通的脉冲光纤激光器输出平均功率一般都只在mW量级，为了能获得高功率的全光纤结构的激光脉冲，我们一般需要通过对脉冲型种子光纤激光器进行主级振荡激光放大，即通过放大低平均功率的脉冲信号来获得高功率的脉冲激光输出。相比于普通光纤激光器输出的激光，使用全保偏光纤激光器输出的激光为线偏振光，种子源通过放大之后，其波型和脉宽几乎不会发生变化。

一般情况下，在“8”字形锁模脉冲光纤激光器中，要想达到自锁模就必须有足够大的泵浦阈值功率，而某些光纤激光器的功率相对比较低，不能够实现“8”字形光纤环镜的自锁模，且稳定性较低。

发明内容

本发明的目的在于解决上述提到的光纤激光器中存在的问题，提出了一种2微米波段全保偏混合锁模超短脉冲光纤激光器。本发明利用保偏的掺铥或掺钬或铥钬共掺光纤作为增益介质，可饱和吸收体或可饱和吸收镜同8字形谐振腔结合共同作为被动锁模器件，降低了实现锁模的泵浦阈值功率，最终实现了低泵浦功率、2微米波段、全保偏、混合锁模、超短脉冲的输出。本发明结构实现了全光纤焊接，具有泵浦功率相对较低、锁模稳定、结构简单、系统工作稳定可靠的优点，既可作为性能优良的激光光源使用，也可作为信号种子源进行进一步放大。本发明的技术方案如下：

一种2微米波段全保偏混合锁模超短脉冲光纤激光器，其包括用于产生激光的激光泵浦源、用于将泵浦激光耦合到谐振腔中的保偏输入耦合器、用于产生2微米输出激光的保偏增益光纤、用于将光信号进行分路以及合路的保偏定向耦合器、混合锁模吸收装置、用于对功率进行分配的三端口保偏耦合器及保偏无源光纤；其中，

所述激光泵浦源的输出端连接保偏输入耦合器的泵浦输入端a，保偏输入耦合器的输出端b连接保偏增益光纤的一端，保偏增益光纤的另一端连接保偏定向耦合器的输入端c，保偏定向耦合器的直通输出端d连接混合锁模吸收装置，混合锁模吸收装置的输出端连接三端口保偏耦合器的输入端j，三端口保偏耦合器的输出端有两路，一路作为锁模超短脉冲激光脉冲的输出端l，输出端l连接第二保偏隔离器的输入端n，另一路作为输出端k与保偏定向耦合器的隔离端m相连，其中各部件之间均通过保偏无源光纤进行连接。

进一步的，所述混合锁模吸收装置包括：“8”字形腔、用于锁模的可饱和吸收体或可饱和吸收镜，当混合锁模吸收装置为可饱和吸收体时，在所述可饱和吸收体与三端口保偏耦合器之间还设置有第一保偏隔离器；当混合锁模吸收装置为可饱和吸收镜时，在所述可饱和吸收镜与三端口保偏耦合器之间还设置有第一保偏隔离器保偏环形器。

进一步的，所述激光泵浦源的激光源为中心波长1570nm、输出功率1W的单模铒镱共掺光纤激光器。

进一步的，所述的保偏增益光纤的稀土掺杂元素为铥或钬或铥钬共掺。