[发明专利]超模干涉滤波器及光纤波长可调谐锁模激光器

说明书

本发明公开了一种超模干涉滤波器及基于超模干涉滤波器的全光纤波长可调谐锁模激光器，属于锁模光纤激光器技术领域。该激光器包括泵浦半导体激光器、波分复用器、耦合器、偏振控制器、偏振相关隔离器、掺铒增益光纤、超模干涉滤波器。超模干涉滤波器由一段七芯光纤两端各熔接一根标准单模光纤构成，其中一根单模光纤固定在不可移动的平移台上，另外一根标准单模光纤固定在一维线性平移台上，通过调节一维线性平移台，使七芯光纤发生弯曲，透射谱随之产生波长漂移，从而实现激光器波长调谐。本发明的波长可调谐锁模激光器具有成本低，制作简单，使用方便，损伤阈值高，全光纤结构等优点，易于产业化应用。

技术领域

本发明涉及可调谐锁模光纤激光器技术，特别是提供了一种超模干涉滤波器及基于超模干涉滤波器的全光纤波长可调谐锁模激光器。

背景技术

超短脉冲(10^-12-10^-15s)激光因其具有极短的脉冲宽度，极高的峰值功率，已成为众多学科领域中不可或缺的研究工具。锁模激光器是产生超短脉冲激光的主要方法，而锁模光纤激光器因其结构紧凑，性能稳定，光束质量高，免维护，使用方便等优势，近年来获得了快速发展，是超短脉冲激光走出实验室，面向更多实际应用的最佳选择。通常锁模光纤激光器的输出波长为固定值，而一些应用领域如生物医学成像、光谱学、光通信以及非线性光学等，往往需要波长可以调谐的超短脉冲光源，因此波长可调谐的锁模光纤激光器更加备受研究者青睐。

为实现锁模光纤激光器的波长调谐，同时保证激光腔的全光纤结构，需要在激光腔内引入一光纤型的可调谐滤波器。当前所使用的几类光纤型可调谐滤波器，均存在一定不足之处，如调谐范围小，损伤阈值低，制作复杂，价格昂贵等。

发明内容

1、发明目的。

本发明主要目的在于提供一种结构简单，制作容易，成本低廉，使用方便的光纤型可调谐滤波器，并将之应用于锁模光纤激光器，实现激光器输出波长大范围调谐。

2、本发明所采用的技术方案。

本发明提出的一种用于全光纤波长可调谐锁模激光器的超模干涉滤波器，由一段七芯光纤两端各熔接一根标准单模光纤构成，其中一端标准单模光纤安装在一维移动平台上，另一端标准单模光纤固定安装；所述七芯光纤的纤芯分布呈六边形，六边形的中心含有一个中间芯，六个顶点上各有一个边芯。光从单模光纤进入七芯光纤后，会激发两个超模，基阶超模能量分布在中间芯，二阶超模能量除一部分在中间芯外，其余能量均匀分布在六个边芯上，两个超模在七芯光纤内传输且互相干涉，随后重新耦合进单模光纤，通过调节线性平移台，使七芯光纤发生弯曲，两个超模的传输常数随之产生变化，因而满足干涉增长条件的波长发生变化，透射谱发生漂移。

更进一步，所述七芯光纤为石英光纤，七个纤芯含有相同的纤芯材料。

更进一步，所述的相同的纤芯材料，纤芯直径6.5-8.5μm，相同的数值孔径0.14，相邻纤芯具有相同芯间距9-12μm，七芯光纤包层为125μm。

本发明提出了一种基于超模干涉滤波器的全光纤波长可调谐锁模激光器，带光纤尾纤的泵浦半导体激光器，用于将泵浦激光耦合到激光腔中的波分复用器，用于分光和输出激光的耦合器，用于选择激光波长的超模干涉滤波器，用于调整光偏振态的第一偏振控制器和第二偏振控制器，用于实现激光单向振荡和起偏功能的偏振相关隔离器，用于产生C波段激光的掺铒增益光纤。

更进一步，所有器件均通过光纤熔接连接，波分复用器、耦合器、滤波器、锁模模块、掺铒光纤依次连接，掺铒光纤输出端连接波分复用器的合束端，实现环形腔结构；其中耦合器的输出端有两路，一路作为锁模激光器的输出端，另一路连接滤波器的输入端。

更进一步，所述的锁模模块基于非线性偏振旋转技术实现锁模，包括第一偏振控制器、偏振相关隔离器、第二偏振控制器依次连接。