[发明专利]被动锁模光纤振荡器和具有这种光纤振荡器的激光装置

说明书

本发明涉及一种具有双向环路(3)和单向环路(5)的被动锁模光纤振荡器(1)，其中，该双向环路(3)与该单向环路(5)通过3×3耦合器(7)相互耦合，其中，该双向环路(3)具有第一放大光纤(9)，该第一放大光纤掺有从由下述元素所组成的组中选择的至少一个元素：镱、钕、铒、铥和钬，其中，该光纤振荡器(1)具有色散补偿元件(60)，并且其中，该光纤振荡器(1)在整体上具有异常的色散。

技术领域

本发明涉及一种被动锁模(passiv modengekoppelt)光纤振荡器以及一种包括泵浦光源和这种光纤振荡器的激光装置。

背景技术

被动锁模光纤振荡器通常具有可饱和吸收器，特别是基于半导体的可饱和吸收镜(Semiconductor Saturable Absorber Mirror)，缩写为SESAM。然而，这样的SESAM易受退化和失调(Dejustage)的影响。因此被证明难以在约900nm至2100nm的波长范围中针对在工业环境中长期稳定的运行可再现地提供这种锁模光纤振荡器。但正是所述波长范围，一方面对于材料加工和长途通讯领域以及另一方面对于医疗技术领域和半导体加工而言是感兴趣的。此外被证明是挑战的是，提供具有明确定义的色散特性的这种光纤振荡器。此外，脉冲在其中受到较强的自相位调制的放大器系统通常典型地易受在光谱特性中的不规则性影响，这则可能对输出脉冲品质产生负面作用。

发明内容

本发明的任务因此基于，提供一种被动锁模光纤振荡器和一种具有这种光纤振荡器的激光装置，其中，不出现所提及的缺点。

该任务通过提供本技术教导、特别是独立权利要求的教导以及在从属权利要求中和该说明书中所公开的实施方式来解决。

该任务特别是通过提供一种具有双向环路和单向环路的被动锁模光纤振荡器来解决。该双向环路与该单向环路通过3×3耦合器相互耦合。该双向环路具有第一放大光纤，该第一放大光纤掺有从由下述元素所组成的组中选择的至少一个元素：镱、钕、铒、铥和钬。该光纤振荡器具有色散补偿元件并且在整体上具有异常的色散。在此，该双向环路有利地能够接管可饱和吸收器的功能，从而该光纤振荡器特别是可以省去SESAM。因此也完全地避免与SESAM有关的退化和失调的问题。结合双向环路特别是不出现关于退化和/或失调的问题。通过适当地选择第一放大光纤、特别是第一放大光纤所掺有的元素，能够为光纤振荡器提供适合的波长、特别是在从约900nm至1100nm(镱、钕)高于1500nm(铒)至约1900nm到2100nm(铥、钬)的范围中。通过特定地协调(Abstimmung)光纤振荡器在异常范围中的总色散，提供明确定义的色散特性。在此，在使用镱或钕作为掺杂元素的情况下，借助于色散补偿元件有利地将色散移到异常范围中。在使用铒、铥或钬作为掺杂元素的情况下，色散补偿元件有利地能够用于降低异常范围内的色散，特别是以便能够实现时间上更短的激光脉冲。特别是与经典的孤子振荡器相比，能够有益于使光谱构造更宽的、而因此时间上更短的脉冲。该光纤振荡器特别是使得能够实现在上述波长范围中在工业环境中的可再现的、长期稳定的运行。在此，异常的色散范围，特别是通过产生孤子或色散控制的孤子(dispersion-managed solitons)，被证明是特别有益的，因为在该范围中，短脉冲的光谱特性、特别是光谱形状，特别好地适合用于放大技术、如特别是啁啾脉冲放大(Chirped-Pulse-Amplification)，特别是在具有高非线性分量的系统的情况下，特别是自相位调制，因为否则不规则性可能在这种情况下对输出脉冲品质产生负面作用。

在一种实施方式中，第一放大光纤恰好掺有从由下述元素所组成的组中选择的恰好一种元素：镱、钕、铒、铥和钬。在另一实施方式中，第一放大光纤掺有所述元素中的至少两种元素的组合，特别是掺有所述元素中的恰好两种元素的组合。在一种实施方式中，第一放大光纤掺有铒和镱(Er/Yb)。在另一实施方式中，第一放大光纤掺有铥和钬(Tm/Ho)。