[发明专利]一种基于硅氧烷的被动调Q光纤激光器

说明书

一种基于硅氧烷的被动调Q光纤激光器，属于光纤通信和光电子技术领域，由掺铒光纤放大器、20∶80耦合器、光隔离器、偏振控制器、硅氧烷可饱和吸收体组成。

技术领域

本发明属于光纤通信和光电子技术领域，特别是一种基于硅氧烷的被动调Q光纤激光器。

背景技术

随着激光技术的迅速发展及其应用要求的增加，可集成、高功率、高效率、高稳定性、高光束质量和长寿命的激光器是激光领域发展的方向。超短脉冲激光器技术是近代科学最重要前沿之一，近几十年来，科学家对如何获得超短脉冲激光器已有了广泛和深入的研究。日前比较常用的技术是利用饱和吸收体来实现被动调Q技术。其中，饱和吸收体附着在腔内，当光脉冲通过饱和吸收体时，由于光脉冲边缘部分的损耗大于光脉冲中心波长部分的损耗，使得光脉冲在通过饱和吸收体的过程中被窄化。饱和吸收体被动调Q的主要优点就是激光器结构简单，脉冲稳定。

有机染料最早被使用在谐振腔内作为可饱和吸收体，获得了锁模脉冲，但是有机染料热稳定性差、易退化，导致其输出的锁模脉冲极不稳定，并且通常有毒性，见光易分解等。因此染料可饱和吸收体逐渐被半导体可饱和吸收镜(SESAM)替代，1996年U.Keller课题组将SESAM应用到固体激光器中产生了从飞秒量级到纳秒量级的锁模脉冲，SESAM作为可饱和吸收体具有稳定性高、可靠性好等优点，但其可饱和吸收带宽有限、易损伤；2008年F.Wang等人应用单壁碳纳米管实现了孤子锁模，但其可饱和吸收特性与管径和手性有关，可饱和吸收带宽有限；过渡金属硫化物也可以作为可饱和吸收体，它有高达20％的共振吸收响应，然而，由于它的带隙很宽(体结构约1eV，单层二硫化钼2eV)，因此该材料的光响应波段主要集中在可见光波段。而在实际光学应用中，一个很重要的波段是1550nm通讯波段(对应0.8eV光子能量)，显然，过渡金属硫化物并不太适合于通讯波段的光学应用，石墨烯具有超宽波段(包括通讯波段)吸收、超快动力学响应和强光学非线性的特性，在激光脉冲产生和调制领域已经有了非常广泛的应用，但是，单层石墨烯较弱的光吸收(2.3％吸收率)会导致该材料的绝对调制深度很低(1％左右)，而现有技术实现制备多层高质量的石墨烯工艺难度大，制备过程中，往往存在膜层分布不均匀导致非饱和损耗增大的问题，这些问题均限制石墨烯在特定波段的光学应用。

发明内容

本发明的技术方案：

一种基于硅氧烷的被动调Q光纤激光器，由掺铒光纤放大器、20∶80耦合器、光隔离器、偏振控制器、硅氧烷可饱和吸收体组成；其中20∶80耦合器有a、b、c三个端口，其余器件均有两个端口。掺铒光纤放大器的输出端与20∶80耦合器的公共端a端口连接，20∶80耦合器的b端口(80％端口)与光隔离器的输入端相连，20∶80耦合器的c端口(20％端口)是激光器的输出端口，光隔离器的输出端与偏振控制器的一端相连，偏振控制器的另一端与硅氧烷可饱和吸收体的输一端相连，硅氧烷可饱和吸收体的另一端与掺铒光纤放大器的输入端相连。

所述硅氧烷可饱和吸收体由二甲基硅氧烷-乙烯基三甲氧基硅烷(1∶1)溶液(溶剂为异丙醇)涂于光纤端面晾干制成。

本发明的优点是：

一、本发明一种基于硅氧烷的被动调Q光纤激光器，结构紧凑，成本低。

二、本发明的基于硅氧烷的可饱和吸收体，结构稳定，能够在常温下稳定工作。

附图说明

图1是本发明一种基于硅氧烷的被动调Q光纤激光器结构示意图

图中：1、掺铒光纤放大器 2、20∶80耦合器 3、光隔离器 4、偏振控制器 5、硅氧烷可饱和吸收体。

具体实施方案