[发明专利]一种可调锁模光纤激光器及脉冲激光产生方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及光纤激光器领域，尤其涉及一种可调锁模光纤激光器及脉冲激光产生方法。

背景技术

锁模光纤激光器能够产生高重复频率和高能量的超短脉冲，在光纤通信、光纤传感、激光加工、生物医疗等领域得到了广泛的应用。

目前，锁模技术主要有主动锁模、被动锁模和混合锁模技术。被动锁模是基于吸收体对光脉冲的非线性可饱和吸收特性，其行为非人为可控。当脉冲经过可饱和吸收体时，脉冲强度越大透过率越高，强度越小其透过率越低，从而得到与输入脉冲相比更窄的脉冲。这使峰值功率较低的噪声和小脉冲每次经过可饱和吸收体都受到较大的损耗，而高强度的脉冲几乎完全通过，并被增益介质放大，最终导致只有一个巨脉冲在腔内振荡。被动锁模突破了调制器调制频率的限制，可以实现飞秒量级的超短脉冲输出，输出高能量脉冲。

由于被动锁模器件特性不能人为控制，只利用被动锁模输出的脉冲应用收到限制，如何得到光纤通信系统、光纤传感系统等系统特定所需的脉冲是一个急需解决的问题。本发明实施例提供了一种可调谐的被动锁模光纤激光器，用于输出灵活可调的脉冲激光，可以在光纤通信、光纤传感、生物医疗等方面得到更广泛的应用。

发明内容

本发明实施例提供一种可调锁模光纤激光器及脉冲激光产生方法，以提供一种应用范围更广的可调锁模脉冲。

一方面，本发明实施例提出一种可调锁模光纤激光器，用于输出波长和脉宽可调的脉冲激光，包括：泵浦源和谐振腔，所述谐振腔包括依次连接的波分复用器、增益光纤、滤波器、偏振控制器、可饱和吸收镜和用于连接各器件的光纤；

所述泵浦源用于产生激励所述增益光纤的泵浦光；

所述谐振腔包括至少一个输入端口和至少一个输出端口，所述输入端口用于接收所述泵浦光，所述输出端口用于输出脉冲激光；

所述波分复用器连接所述泵浦源与所述谐振腔，用于将所述泵浦光耦合到所述谐振腔内。

进一步的，本发明实施例还提供了第一方面的第一种可能实施方式，其中，所述谐振腔可以为环形腔，还包括：

一个或多个耦合器，所述耦合器包括输入端口、第一输出端口和第二输出端口，所述输入端口连接所述谐振腔的一端，所述第一输出端口用于输出脉冲激光，所述第二输出端口接入所述谐振腔形成所述环形腔，或者

所述第二输出端口用于输出脉冲激光，所述第一输出端口接入所述谐振腔形成所述环形腔。

进一步的，本发明实施例还提供了第一方面的另一种可能实施方式，其中，所述谐振腔为线性腔，还包括：

第一反射镜和第二反射镜，分别位于所述线性腔的两端。

进一步的，所述泵浦源为一个或多个尾纤型半导体激光器，中心波长为980nm或1480nm。

进一步的，所述增益光纤为掺铒光纤或掺镱光纤。

进一步的，所述偏振控制器为嵌入式偏振控制器或三环型偏振控制器。

进一步的，所述可饱和吸收镜为半导体可饱和吸收镜、碳纳米管可饱和吸收镜、石墨烯可饱和吸收镜和氧化石墨烯可饱和吸收镜中的任意一种。

进一步的，所述环形腔内还包括光隔离器，所述光隔离器通过光纤接入所述环形腔，用于保证所述环形腔内的光单向传输。

进一步的，所述偏振控制器、可饱和吸收镜和滤波器配合作用产生所述波长和脉宽可调的脉冲激光。

另一方面，本发明实施例提供一种可调锁模激光输出方法，用于上述可调锁模光纤激光器，所述方法包括：

泵浦源产生的泵浦光由波分复用器进入谐振腔；

增益光纤吸收所述泵浦光，并生成信号光；

调节所述谐振腔内的偏振控制器和滤波器，使可调锁模光纤激光器实现波长和脉宽可调的脉冲激光输出。

本发明实施例提供一种可调锁模光纤激光器，用于输出灵活可调的脉冲激光，可以在光纤通信、光纤传感、生物医疗等方面得到更广泛的应用。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种可调锁模光纤激光器的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的另一种可调锁模光纤激光器的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种可调锁模光纤激光产生方法的流程示意图；

图4是本发明实施例四提供的一种优选的可调锁模光纤激光器的结构示意图；

图5是本发明实施例四提供的可调锁模光纤激光器输出不同波长脉冲的光谱图；

图6是本发明实施例四提供的可调锁模光纤激光器输出不同波长脉冲对应的脉宽图；