[实用新型]复合腔光纤激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤激光器技术领域，特别涉及一种复合腔光纤激光器。

背景技术

多脉冲现象是锁模光纤激光器运转的普遍现象与本征属性。多脉冲的产生机理，一般被认为是色散、非线性、增益、损耗以及腔内饱和吸收效应的联合作用的结果，对于同一激光器，可以通过改变偏振设置、抽运功率来获得多脉冲激光。然而在激光器的参数调节过程中，多脉冲的产生、簇包络结构以及时域分布是随机出现的、不可预计的、不可控制的。为此，多脉冲激光的研究工作更多的是停留在原理性的探讨上，在技术应用上很少涉及。最近，人们意识到在激光器中引入主动介入的滤波效应或调制功能器件，可实现部分可控的脉冲产生。现已报道的主动介入的滤波效应或调制功能器件的方法有：内嵌Fabry–Pérot滤波器【文献1.Y.L.Qi et al,Opt.Express 23,17720(2015)】、Lyot滤波器【文献2.S.Liu et al,IEEE Photon.Technol.Lett.28,864(2016)】、微型共振腔(microing resonator)【文献3.M.Peccianti et al,Nat.Commun.3,765(2012)】或Mach-Zehnder干涉仪【文献4.D.Mao et al,Sci.Rep.3,3223(2013)】等。

常见的多脉冲现象，如孤子雨、孤子分子、怪波等，所形成的脉冲团簇是由同种脉冲格式组成。然而，最新的研究进展发现，同一激光器不仅能产生同种脉冲格式的多脉冲现象，而且也能产生异种脉冲格式的多脉冲现象。异种脉冲格式之间相互作用不呈现出明显的相干性，其原因在于异种脉冲格式产生于同一透射率函数的不同透射峰，因此它们的相位很难锁定。如在“8”字形NALM腔激光器中获得的孤子分子与方波类噪声共存的多脉冲叠加态【文献5.Y.-Q.Huang et al,Opt.Lett.41,4056(2016)】、在环形腔激光器中获得的常规孤子与耗散孤子共存的多脉冲叠加态【文献6.D.Mao et al,Opt.Lett.38,3190(2013)】，以及在复合腔激光器中获得的调Q锁模与方波类噪声共存的多脉冲叠加态【文献7.T.Qiao et al,Opt.Express 24,18755(2016)】。这些异种脉冲格式共存叠加态仅是时域上的简单叠加，并不存在着明显的相干相互作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种主腔与子腔共享增益光纤且通过在子腔内设置拉锥增益光纤而明显提高激光器输出的异种脉冲格式间相互作用的复合腔光纤激光器以解决现有技术的不足。

本实用新型通过以下技术方案来实现实用新型目的：

复合腔光纤激光器，包括主腔和内嵌于所述主腔内的子腔，所述主腔包括抽运光源、波分复用器、增益光纤、光纤耦合器和偏振控制器，其特征在于：所述增益光纤为带有平面光纤端面的拉锥增益光纤且设于子腔内，主腔与子腔共用增益光纤且通过光纤端面的空间准直耦合进行对接而实现光路连通，由此，主腔与子腔通过共享相同增益光纤的方式使得复合腔光纤激光器的结构更为紧凑，同时通过调整偏振控制器与抽运功率使子腔和主腔分别基于不同的脉冲产生机制产生的异种脉冲格式间实现相干调制。

进一步地，所述主腔为环形腔、线形腔、“8”字形腔，“σ”形腔、“％”形腔或“9”字形腔中的任意一种，光纤耦合器为Y型或X型。

进一步地，所述主腔为环形腔且还设有光纤隔离器和锁模器，光纤耦合器为Y型，所述抽运光源与波分复用器的抽运信号端连接，波分复用器的合波端与子腔的一个端面连接，子腔的另一个端面依次连接光纤耦合器，偏振控制器、光纤隔离器和锁模器，所述的光纤耦合器的输出端为激光器输出端。

进一步地，所述增益光纤为一体型或倏逝波型拉锥增益光纤；所述倏逝波型拉锥增益光纤是将一根增益光纤加热通过拉锥系统拉锥并拉断为一对光纤锥，再使用光纤耦合系统使得两个熔断光纤锥相互靠近，两个光纤锥均包括锥体端和非锥体端，光纤锥芯径小于10μm，光纤锥锥体长度为0.1～3cm，两个光纤锥的错位空间间隙为10～300μm；所述一体型拉锥增益光纤是将一根增益光纤加热通过拉锥系统使光纤在拉锥过程中间段芯径变小但未拉断而制成。