[发明专利]一种基于二硫化碳非线性克尔介质的脉冲光纤激光器

说明书

本发明公开了一种基于二硫化碳非线性克尔介质的脉冲光纤激光器，包括泵浦光源以及泵浦光源相连接的谐振腔，所述谐振腔中包括可饱和吸收体，所述可饱和吸收体的输出光纤与输入光纤为锥形结构，所述可饱和收体为液态二硫化碳。通过在谐振腔中设置可饱和吸收体，利用光纤中的克尔效应结合硬光阑的锁模方法，在两段光纤端面之间放入非线性介质起到可饱和吸收作用，光束进入非线性介质中，色散与非线性克尔效应之间达到平衡，对脉冲进行整形，再耦合进入光纤中继续传输，二硫化碳具有高的非线性指数，采用二硫化碳液体制成Kerr介质进行设计可饱和吸收体，可饱和吸收效果最佳，稳定性好、光束质量好，可广泛应用在生物医学、通信传感、材料加工等领域。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种基于二硫化碳非线性克尔介质的脉冲光纤激光器。

背景技术

在通信领域，特别是在长距离大容量通信领域中，光纤通信技术以其无与伦比的传输性能和巨大的带宽潜力中占据着不可替代的位置。为了满足超大容量通信系统的需求，需要扩大光通信系统的传输容量，目前的有效途径是采用复用技术，特别是密集波分复用(DWDM)、光时分复用(OTDM)，以及二者之间的有机结合，这已逐渐成为现代通信干线网的主体。而这种光通信方式的一个关键技术就是要获得高质量的超短脉冲源。

光纤激光器作为长距离大容量通信系统中的光源，其最大的特点就是其脉冲几乎没有啁啾，在40GHz的高频范围内，不需要进行脉冲压缩或啁啾补偿，就能产生ps/fs级的超短光脉冲，同时，还具有与光纤通信系统的兼容性好,调谐范围宽(40nm)，几乎可以覆盖整个EDFA增益谱的波长等优点。

在各种类型的激光器中，脉冲激光器是一种特殊类型的激光器，它被用于产生稳定和可控的能量脉冲。脉冲激光器是通过将纵向腔体模式锁定在一起以便以脉冲形式发光而不是作为连续波产生。相应的概念被称为模式锁定。

根据波长，脉冲持续时间，脉冲能量和脉冲重复频率，可以有多种脉冲生成方法和不同类型的脉冲激光。例如，在主动模式锁定中，使用快门来强制激光内部形成脉冲，并且所产生的脉冲宽度通常约为100ps或更长。而被动模式锁定是通过用非线性材料替换有源调制器来实现的，以便脉冲可以调制自己。所以被动模式锁定产生的脉冲时间通常较短。

光纤激光器诞生于20世纪60年代初，已经有五十多年的发展史。随着光纤通信技术、光纤制造工艺以及与激光器技术的日趋成熟而迅猛发展，特别是20世纪90年代后期，随着半导体激光器及掺杂光纤制作技术的日益成熟，光纤激光器的研究取得了重大进展，输出功率、波长调谐范围等性能得到了显著提高，适用于各种不同应用领域的光纤激光器纷纷面世。

目前已有的饱和吸收材料包括半导体可饱和吸收镜，以及石墨烯和黑磷等为代表的材料，但是半导体可饱和吸收镜工作范围小，制作成本较高；石墨烯和黑磷的稳定性不好，容易氧化变质，无法长时间工作。

发明内容

针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种基于二硫化碳非线性克尔介质的脉冲光纤激光器。

为达到以上目的，本发明的技术方案为：

一种基于二硫化碳非线性克尔介质的脉冲光纤激光器，包括泵浦光源以及与泵浦光源相连接的谐振腔，所述谐振腔中包括可饱和吸收体，所述可饱和吸收体的输出光纤与输入光纤为锥形结构，所述可饱和收体为二硫化碳。

所述谐振腔包括依次连接的第一耦合器、增益光纤、第二耦合器、滤波器、以及可饱和吸收体，可饱和吸收体输出端与第一耦合器通过单模光纤相连接，形成环形回路，所述泵浦光源与第一耦合器相连接，第二耦合器上连接有输出端。

所述增益光纤为铒镱共掺增益光纤。

所述泵浦光源的波长为972nm。

所述可饱和吸收体的两端光纤的外径为20μm，厚度为3mm。

与现有技术比较，本发明的有益效果为：