[发明专利]一种基于窄带光谱滤波的低时间抖动光纤飞秒激光器

摘要

本发明提出一种基于窄带光谱滤波的低时间抖动光纤飞秒激光器，利用腔内的窄带光谱滤波过程，有效地稳定了脉冲在腔内演化过程中的光谱成分，显著抑制了脉冲中心波长的漂移，从而在很大程度上消除了中心波长漂移经腔内色散耦合而来的时间抖动成分；含大量啁啾的脉冲在经过窄带光谱滤波器后，其时域宽度与光谱宽度同时降低，使得脉冲在掺镱单模光纤中的平均宽度维持在较低的状态，从而将脉冲在时域内直接耦合的时间抖动成分限制在较低的水平。本发明的飞秒激光器不需要反复优化腔内的净色散量及锁模状态，在不同净色散条件下均可以实现低时间抖动运转，结构简单，操作方便，可重复性和长期稳定性好，能够获得实用化的低时间抖动超短脉冲序列。

主权项

一种基于窄带光谱滤波的低时间抖动光纤飞秒激光器，其特征在于，包括：光纤耦合激光二极管(1)、波分复用光纤耦合器(2)、掺镱单模光纤(3)、第一光纤准直器(4)、第一四分之一波片(5)、第一二分之一波片(6)、空间光隔离器(7)、窄带光谱滤波器(8)、第二二分之一波片(9)、反射镜(10)、第一光栅(11)、第二光栅(12)、爬高镜(13)、第二四分之一波片(14)和第二光纤准直器(15)；光纤耦合激光二极管(1)输出泵浦激光，光纤耦合激光二极管(1)的光纤输出端与波分复用光纤耦合器(2)的泵浦激光输入端熔接，波分复用光纤耦合器(2)的信号输出端与掺镱单模光纤(3)输入端熔接，波分复用光纤耦合器(2)将泵浦激光输入掺镱单模光纤(3)，使掺镱单模光纤(3)中的掺杂离子跃迁到激发态，形成粒子数反转，放大输入的激光脉冲；掺镱单模光纤(3)输出端与第一光纤准直器(4)的单模尾纤熔接，掺镱单模光纤(3)中传输的正啁啾激光脉冲以椭圆偏振态被第一光纤准直器(4)耦合输出至激光谐振腔的空间部分，空间中的正啁啾激光脉冲依次经过第一四分之一波片(5)和第一二分之一波片(6)；第一四分之一波片(5)和第一二分之一波片(6)将空间中的正啁啾激光脉冲的偏振态由椭圆偏振调整为线性偏振，输入至空间光隔离器(7)；空间光隔离器(7)输入端的偏振分束器将线性偏振正啁啾脉冲分为偏振态相互垂直的两束，一束经偏振分束器反射出激光谐振腔，作为输出光，另一束透过偏振分束器进入空间光隔离器(7)，空间光隔离器(7)将线性偏振正啁啾脉冲旋转设定角度后输出至窄带光谱滤波器(8)；窄带光谱滤波器(8)滤除输入的线性偏振正啁啾脉冲内多余的光谱成分，削减线性偏振正啁啾脉冲的时域宽度,并将线性偏振正啁啾脉冲输出至第二二分之一波片(9)；第二二分之一波片(9)将线性偏振正啁啾窄光谱脉冲的偏振态调整为水平，水平线性偏振脉冲依次经第一光栅(11)和第二光栅(12)反射后，再经爬高镜(13)提升高度，然后依次经第二光栅(12)和第一光栅(11)反射至反射镜(10)，第一光栅(11)和第二光栅(12)补偿水平线性偏振脉冲的正啁啾；反射镜(10)反射经啁啾补偿的线性偏振脉冲至第二四分之一波片(14)，第二四分之一波片(14)将线性偏振脉冲的偏振态调节为椭圆偏振后输出至第二光纤准直器(15)；第二光纤准直器(15)的输出端与波分复用光纤耦合器(2)的信号输入端熔接，将椭圆偏振经啁啾补偿的激光脉冲经波分复用光纤耦合器(2)再次输入至掺镱单模光纤(3)。