[发明专利]一种可进行脉冲选择的激光器

说明书

本发明公开了一种可进行脉冲选择的激光器，包括锁模脉冲激光器、光纤环形器、信号发生器、驱动电路和半导体激光器；利用信号发生器产生脉冲信号触发驱动电路，进而使半导体激光器产生脉冲输出，半导体脉冲激光器作为调制器，锁模激光器作为主激光器，使半导体激光器对锁模脉冲激光器输出的脉冲进行选择，使其输出的重复频率可调，降低了锁模脉冲的脉冲抖动，同时也增加输出功率。本发明输出激光重复频率可调、结构简单、脉冲稳定、窄线宽、窄脉冲等优点，可应用于雷达探测等领域。

技术领域

本发明属于激光技术与非线性光学领域，尤其涉及一种可进行脉冲选择的激光器。

背景技术

近些年，脉冲激光技术尤其是超短脉冲激光技术发展迅速，超短脉冲激光在非线性光学、光信息处理、医疗和激光雷达等众多领域应用广泛。常见的短脉冲激光产生方法有锁模技术、调Q技术和增益开关技术等，利用这些技术可以产生不同重复频率、不同脉宽、不同峰值功率的脉冲激光输出。

调Q脉冲激光器产生的脉冲宽度较宽，一般在纳秒量级(微芯片激光器可产生皮秒量级的脉冲)，重复频率也较低，而且主动调Q需要谐振腔内置调制元件，会增加损耗和系统复杂性。锁模激光器的锁模元件一般价值昂贵且易损坏，且锁模激光器的重复频率和脉冲宽度可调性不强。

相比调Q和锁模技术，增益开关半导体激光器结构简单，设置灵活(可通过改变电信号的参数、形状控制输出脉冲特性)，性能稳定，重频连续可调，高频响应能力强，容易实现可调谐输出。这种激光器的缺点也很多，比如直接输出的脉冲宽度较宽、脉冲功率很低、脉冲抖动较大、光谱质量差等。然而其与注入锁定技术结合，能够极好的提高激光器的输出性能。

发明内容

为了解决锁模激光器重复频率不可调，增益开关半导体激光器的输出的脉冲宽度较宽、脉冲功率低、脉冲抖动较大、光谱质量差等问题，本发明提供一种可进行脉冲选择的激光器，将锁模脉冲种子光注入至半导体脉冲激光器，实现了重复频率可调的选择脉冲输出。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可进行脉冲选择的激光器，包括：锁模脉冲激光器、光纤环形器、信号发生器、驱动电路和半导体激光器。

信号发生器连接驱动电路提供脉冲触发，驱动电路连接半导体激光器提供电驱动，半导体激光器连接光纤环形器的b端口，锁模脉冲激光器连接光纤环形器的a端口，最后从光纤环形器的c端口输出。

所述光纤环形器分别连接锁模脉冲激光器和半导体激光器，信号发生器触发驱动电路进而激励半导体激光器使其产生纳秒或者皮秒级的脉冲输出，输出脉冲的形状通过调节信号发生器的触发信号进行设置。锁模脉冲激光器输出脉冲激光通过光纤环形器将其注入到半导体激光器中，半导体激光器的脉冲输出将所述脉冲激光调制成与半导体激光器重复频率相同的脉冲激光，最后，调制后的脉冲激光再经过光纤环形器输出端口输出。

作为优选，锁模脉冲激光器采用环形腔结构，泵浦光通过波分复用器(WDM)去激发掺铒光纤并且在腔内形成激光振荡，SESAM作为锁模装置，隔离器和耦合器的一端分别来控制激光在环形腔内单向传输和用做激光谐振腔输出端，偏振控制器来控制激光输出的偏振态视其为线偏振光脉冲输出。

作为优选，锁模激光器与半导体激光器输出的中心波长相同。

锁模脉冲激光器的泵浦源是半导体激光器、固体激光器或光纤激光器。

所述半导体脉冲激光器采用超辐射(SLD)半导体脉冲激光器、分布布拉格反射(DBR)脉冲半导体激光器或分布式反馈(DFB)脉冲半导体激光器其中的一种。

所述增益光纤是掺铒光纤或掺铒光子晶体光纤。

所述的隔离器、波分复用器为保偏型。

本发明一种可进行脉冲选择的激光器具有以下优点：