[发明专利]一种基于光子晶体光纤的波长可调全光纤纳秒脉冲激光器及系统

说明书

本发明提供一种基于光子晶体光纤的波长可调全光纤纳秒脉冲激光器及系统，该激光器包括通过光纤依次连接的泵浦光输入单元、隔离器、波长调谐单元、高非线性光纤、激光输出单元；其中，泵浦光输入单元通过光纤与激光输出单元连接；泵浦光输入单元还与外设泵浦光源连接，用以获得泵浦光对其进行耦合处理再得到信号光；隔离器用于保证激光运转单向性；波长调谐单元包括通过光纤依次连接的第一偏振控制器、光子晶体光纤、第二偏振控制器；高非线性光纤用于提高信号光的非线性和色散；激光输出单元用于基于信号光得到并输出超快脉冲激光。本发明结构简单，体积小，适用于通信等多种应用场合。

(一)技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种基于光子晶体光纤的波长可调全光纤纳秒脉冲激光器及系统。

(二)背景技术

光子晶体光纤具有普通光纤不具备的独特特性，其光学非线性系数高，反常色散特性易于控制，可利用光子晶体光纤获得波长可调谐的激光脉冲。同时高非线性光纤可以增加信号光的非线性，进而实现纳秒脉冲的产生。基于光子晶体光纤的波长可调全光纤纳秒脉冲激光器具有结构简单、体积小、制造成本低等优点，可广泛应用于通信、材料加工、非线性光学等领域。因此现有的脉冲激光器在激光器结构、波长可调谐性等方面都有待进一步优化。

(三)发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种实现基于光子晶体光纤的波长可调全光纤纳秒脉冲激光器及系统的方法，体积小、结构简单、制造成本低，同时可实现波长可调以及纳秒脉冲输出。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于光子晶体光纤的波长可调全光纤纳秒脉冲激光器，包括：通过光纤依次连接的泵浦光输入单元、隔离器、波长调谐单元、高非线性光纤、激光输出单元；其中泵浦光输入单元用以获取泵浦光对其进行耦合处理再得到信号光，隔离器用于保证激光运转单向性；波长调谐单元包括第一偏振控制器、光子晶体光纤、第二偏振控制器；高非线性光纤用于增加信号光的非线性；激光输出单元用于基于信号光得到超快脉冲激光，并将上述超快脉冲激光输出；通过光纤将泵浦输入单元与激光输出单元相连。构成全光纤环形结构。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述泵浦光输入单元包括通过光纤依次连接的波分复用器和增益光纤；其中，波分复用器用于连接外设泵浦光源以及对所获取泵浦光进行耦合处理；增益光纤用于基于泵浦光产生信号光。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中上述波长调谐单元包括第一偏振控制器、光子晶体光纤、第二偏振控制器；其中，第一第二偏振控制器均用于调谐光的偏振状态,并与光子晶体光纤一起，用于引起波长发生变化以实现波长调谐的功能。

结合第一方面，本发明实例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，采用高非线性光纤用于增加信号光的非线性和色散，以实现纳秒脉冲的输出。

结合第一方面，本发明实例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中上述激光输出单元包括通过光纤依次连接的锁模器件及输出耦合器；其中锁模器件用于基于信号光得到超快脉冲激光；输出耦合器用于输出超快脉冲激光。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中上述锁模器件可为半导体可饱和吸收镜，非线性偏振旋转，可饱和吸收体等；其中，

所述可饱和吸收体可为石墨烯、碳纳米管、拓扑绝缘体、过渡金属硫族化物或黑磷等。

第二方面，本发明实施例还提供一种基于光子晶体光纤的波长可调全光纤纳秒脉冲激光系统，包括：依次连接的外设泵浦光源和第一方面及第一方面的四种可能的实施方式任一项所述的基于光子晶体光纤的波长可调全光纤纳秒脉冲激光器。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述外设泵浦光源为激光二极管或连续光激光器。

本发明实施例带来了以下有益效果：