[发明专利]一种全光纤单频脉冲激光器

说明书

本发明公开了一种全光纤单频脉冲激光器，所述激光器利用在复合腔结构内引入对激光波长具有吸收特性的有源光纤作为可饱和吸收体，实现超窄带滤波及全光纤被动调Q，获得单频脉冲全光纤激光振荡器。本发明在加强谐振腔的选频能力、降低单频激光对复合腔腔长的严苛要求、提升激光单纵模运转稳定性的同时，引入周期性变化的腔损耗，实现全光纤被动调Q，获得单频脉冲全光纤激光振荡器，克服了现有单频脉冲光纤激光器所存在的工作波长有限、激光功率水平较低等问题。

技术领域

本发明涉及激光器领域，尤其涉及一种全光纤单频脉冲激光器。

背景技术

单频脉冲光纤激光器凭借其窄线宽、高光束质量以及高系统集成度、免维护等优势在相干雷达、激光遥感以及非线性光学频率变换等领域具有重要的应用需求。单频脉冲激光的产生方式主要可分为外调制和内调制两种。外调制方式可通过电脉冲信号驱动单频半导体激光器、光脉冲泵浦短腔单频光纤激光器的增益开关技术，以及利用声光或电光等主动调Q器件实现单频激光由连续波运转变为脉冲运转。但是这几种外调制方式均存在一定的缺点，一方面，单频半导体激光器输出功率较低，能够实现的激光波长有限；增益开关方式可实现全光纤结构单频脉冲激光，但激光功率水平仍严重受限于短腔结构的激光增益；而声光和电光调Q器件虽然可实现光纤尾纤输出，但分别存在插入损耗大、价格昂贵等缺点，且成熟的商用器件覆盖波段十分有限，上述因素均限制了单频脉冲光纤激光器的实际应用。

相比于外调制方式，单频光纤激光脉冲的内调制技术发展较为缓慢。其中，基于压制双折射效应周期性调制激光腔内损耗的方式得到最为广泛的应用，但该技术依赖于对光纤施加周期性机械应力，容易导致激光长期工作下光纤本身的机械损伤，且激光脉冲的调制效果对所施加应力较为敏感，造成该技术方案的环境稳定性较差。

参考文献：

[1]用于测风雷达系统的单频脉冲光纤激光器，公开号CN 112615242 A，2021.

[2]J.Geng,Q.Wang,T.Luo,B.Case,S.Jiang,F.Amzajerdian,and J.Yu,Single-frequency gain-switched Ho-doped fiber laser,Opt.Lett.37,3795-3797(2012)

[3]Y.Kaneda,C.Spiegelberg,J.Geng,Y.Hu,T.Luo,J.Wang,and S.Jiang,Compact,single-frequency all-fiber Q-switched laser at 1μm,in Conference onLasers and Electro-Optics(CLEO),Vol.95of OSA Trends in Optics and Photonics(Optical Society of America,2004),paper CTHO3.

发明内容

本发明提供了一种全光纤单频脉冲激光器，本发明利用在复合腔结构内引入在激光波长处具有吸收特性的有源光纤作为可饱和吸收体，在加强谐振腔的选频能力、提升激光单纵模运转稳定性的同时，引入周期性变化的腔损耗，实现全光纤被动调Q，获得单频脉冲全光纤激光振荡器，克服了现有单频脉冲光纤激光器所存在的工作波长有限、激光功率水平较低等问题，详见下文描述：

一种全光纤单频脉冲激光器，所述激光器利用在复合腔结构内引入对激光波长具有吸收特性的有源光纤作为可饱和吸收体，实现超窄带滤波及全光纤被动调Q，获得单频脉冲全光纤激光振荡器。

其中，所述复合腔结构包括：第一高反射率光纤光栅、第一有源光纤和第一低反射率光纤光栅构成第一谐振腔，第一高反射率光纤光栅和第二低反射率光纤光栅构成第二谐振腔；

利用第一谐振腔和第二谐振腔的不同腔长度增加激光器的纵模间距，利用第二有源光纤与第二低反射率光纤光栅构成超窄带滤波器，以获得稳定的单纵模激光运转。