[实用新型]一种高精度高效的光纤激光器

说明书

一种高精度高效的光纤激光器，包括泵浦源、工作物质、谐振腔；所述谐振腔为环形谐振腔并且由工作物质的首尾相连构成；所述谐振腔内还包括有增益光纤、耦合器、锁模调制器、隔离器；所述增益光纤、耦合器、锁模调制器、隔离器通过工作物质依次连接；所述泵浦源发出的泵浦光，在所述泵浦源的光作用下，进入增益光纤，所述增益光纤为掺稀土元素光纤。本实用新型所述的高精度高效的光纤激光器，利用锁模技术实现超短脉冲激光输出，通过在光纤激光器中插入锁模调制器来实现锁模，脉冲宽度窄，高精度，高效，应用前景广泛。

技术领域

本实用新型涉及光纤激光器技术领域，具体涉及一种高精度高效的光纤激光器。

背景技术

20世纪70年代，康宁公司根据高锟的想法，即采用化学气相沉积法，突破玻璃光纤在损耗上面的限制，制造出世界上第一根衰减小于20dB/km的光纤。

光纤的研制成功和性能的不断优化，也推动了激光器的不断发展。光纤作为激光器的增益介质具有非常多的优势。其一：光纤细长的纤维结构，纤芯通常小于10pm，使得光纤激光器的面积－体积比很大，导致其散热效果好并且光光之间的转换效率高，适合长时间高功率激光脉冲的传输；其二：由于激光脉冲在光纤中传输，使得环境对脉冲传输的干扰小；其三：掺Er³⁺光纤的增益带宽能够达到10nm，脉冲宽度能够达到20fs，因此采用光纤传输具有很大的增益带宽和超短的脉冲宽度；其四：光纤具有柔韧性以及非线性和丰富的色散特征，使得光纤激光器具有很多的锁模机制和不同的腔型结构，这样会方便系统的集成和封装。

基于以上光纤的发展历程以及光纤作为激光器系统的传输介质的种种优点，现如今的光纤激光器在生物、化学、物理等基础学科的研究，微纳米工业、超精密医学外科手术和医学成像等科学研宄领域取得的成功令人瞩目。

但是随时科技的飞速发展，光纤激光器也在不断的改进，光纤激光器既需要克服激光器的价格昂贵、环境要求严苛、稳定性差等缺陷，更要朝着实用性演变的发展，需要提高精度、效率，以来满足各类需求。

中国专利申请号为CN201120133925.5公开了一种全光纤调Q光纤激光器，包括泵浦激光光源、泵浦激光信号激光合束器、光纤光栅第一腔体反射镜、光纤激光增益介质和输出光纤光栅第二腔体反射镜，其创新点在于全光纤激光腔内设有调Q开关，调Q开关为采用5到200伏脉冲电压直接驱动光纤耦合的电光开关，对精度和效率的提高十分有限。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种高精度高效的光纤激光器，结构简单，成本低，利用锁模技术实现超短脉冲激光输出，通过在光纤激光器中插入锁模调制器来实现锁模，脉冲宽度窄，高精度，高效，应用前景广泛。

技术方案：一种高精度高效的光纤激光器，包括泵浦源、工作物质、谐振腔；所述谐振腔为环形谐振腔并且由工作物质的首尾相连构成；所述谐振腔内还包括有增益光纤、耦合器、锁模调制器、隔离器；所述增益光纤、耦合器、锁模调制器、隔离器通过工作物质依次连接；所述泵浦源发出的泵浦光，在所述泵浦源的光作用下，进入增益光纤，所述增益光纤为掺稀土元素光纤。

本实用新型所述的高精度高效的光纤激光器，利用锁模技术实现超短脉冲激光输出，通过在光纤激光器中插入锁模调制器来实现锁模，通过不断调整调制器的调制频率，使得其与基频大小相等，此时光信号经过调制器，谐振腔内损耗能够周期性的调制光信号的幅度。由于损耗小的地方经过调制器，对应的损耗状态还是小，经过反复多次周期性循环，光信号峰值位置对应的幅度不断被加强，两端对应的损耗不断被衰减小，宽度也不断被压缩，最后主动锁模形成的脉冲峰值功率高，脉冲宽度窄，高精度高效。

工作原理：由泵浦源发出的泵浦光，在泵浦源的光作用下，进入增益光纤，由于增益介质为掺稀土元素光纤，因此泵浦光被吸收，吸收了光子能量的稀土离子发生能级跃迁并实现粒子数反转，反转后的粒子经过谐振腔的耦合器，由激发态跃迁回基态，释放能量，并形成稳定的激光输出。其中，调制器来实现锁模，隔离器用来隔离干扰。