本发明专利技术公开了一种基于多个非线性放大环形镜的脉冲全保偏光纤激光器，它包括主振荡腔、前级非线性放大环形镜腔及后级一个或多个非线性放大环形镜腔，激光器内光场顺时针传播，依次通过所述主振荡腔、前级非线性放大环形镜腔、后级一个或多个非线性放大环形镜腔及主振荡腔，形成闭环腔；主振荡腔中分束器分束比较低一端作为激光器的输出端。本发明专利技术的主振荡腔提供主要增益、稳定脉冲并控制光路方向，多个非线性放大环形镜腔分为前级和后级，实现锁模自启动。多个环形镜腔能有效抑制幅度噪声，稳定锁模，减弱脉冲分裂，更易锁模，降低锁模阈值，消除脉冲前后小脉冲，窄化脉冲。通过调节各个环形镜光纤型号、长度以及泵浦光功率，可实现不同重复频率、脉冲宽度、功率等参数的保偏激光输出。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于多个非线性放大环形镜的脉冲全保偏光纤激光器，它包括主振荡腔、前级非线性放大环形镜腔及后级一个或多个非线性放大环形镜腔，激光器内光场顺时针传播，依次通过所述主振荡腔、前级非线性放大环形镜腔、后级一个或多个非线性放大环形镜腔及主振荡腔，形成闭环腔；主振荡腔中分束器分束比较低一端作为激光器的输出端。本专利技术的主振荡腔提供主要增益、稳定脉冲并控制光路方向，多个非线性放大环形镜腔分为前级和后级，实现锁模自启动。多个环形镜腔能有效抑制幅度噪声，稳定锁模，减弱脉冲分裂，更易锁模，降低锁模阈值，消除脉冲前后小脉冲，窄化脉冲。通过调节各个环形镜光纤型号、长度以及泵浦光功率，可实现不同重复频率、脉冲宽度、功率等参数的保偏激光输出。【专利说明】一种基于多个非线性放大环形镜的脉冲全保偏光纤激光器
本专利技术属于超快光学，激光
，涉及一种基于多个非线性放大环形镜腔作用的脉冲全保偏光纤激光器。
技术介绍
光纤激光器是继传统气体激光器和固体激光器后的第三代新型激光器，具有结构紧凑、寿命长、免维护、光束质量好、节能环保等优点，其中的脉冲光纤激光器的脉冲窄、峰值功率高、无需水冷等突出优点，是当今光电信息领域前沿方向之一。脉冲光纤激光器具有增益特性好、作用时间短、输出光束质量好、体积小、使用灵活、与光纤通信系统连接方便等特点，在材料加工、医疗处理、激光化学、高能物理、精密计量领域已经得到了广泛应用。目前，脉冲光纤激光器常用的锁模方式有偏振旋转被动锁模和可饱和吸收锁模。但是他们都存在一些缺陷:偏振旋转锁模的锁模阈值高、光纤非保偏，锁模状态易受外界干扰，温度变化和机械振动等会导致锁模状态不稳甚至失锁，脉冲没有长期稳定性、脉冲序列的调制较大，不易锁模自启动；可饱和吸收锁模可以自启动，但是脉冲易分裂、高噪声，同时脉冲激光的峰值功率很高，而饱和吸收体损失阈值低，不适合高功率及长时间锁模状态。同时，光纤陀螺、光纤传感、光纤通信外调制等领域对激光器的偏振特性有严格要求。激光器保偏输出也成为一个研究重点。偏振旋转被动锁模和可饱和吸收锁模一般都米用带非保偏光纤的器件，能够得到较稳的功率输出，但输出偏振态紊乱。因此，高稳定性、低锁模阈值、长时间工作、偏振光输出的脉冲全光纤激光器的研发已经迫在眉睫。近年来，非线性放大环形镜锁模机制得到广泛注意。它在自启动、稳定性和长时间工作方面的优秀表现吸引了国内外各个研究小组的不断研究。它的原理类似于饱和吸收锁模，但结构采用全光纤实现。随着保偏掺杂光纤技术近年逐渐成熟，全保偏非线性放大环形镜锁模得以实现，在高稳定、容易自启动、长时间工作的同时能实现偏振光输出。但是同时也存在难以避免的不足:由于只有一个放大环形镜，脉冲较宽且不平滑；同时单个非线性放大环形镜难免存在一定的幅度噪声等。这些不足都限制着这一方法的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足之处，提出一种基于多个(两个及以上)非线性放大环形镜的脉冲全保偏光纤激光器，该脉冲全保偏光纤激光器利用多个非线性放大环形镜腔级联，有效抑制幅度噪声，稳定锁模，减弱脉冲分裂，更易锁模，降低锁模阈值，消除脉冲前后小脉冲，窄化脉冲。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案: 一种基于多个非线性放大环形镜腔的新型激光器，包括主振荡腔、前级非线性放大环形镜腔、后级一个或多个非线性放大环形镜腔；激光器内光场顺时针传播，依次通过所述主振荡腔、前级非线性放大环形镜腔、后级一个或多个非线性放大环形镜腔、主振荡腔，形成闭环腔；主振荡腔中分束器分束比较低一端作为激光器的输出端。所述的主振荡腔包括光纤分束器、光纤滤波器、半导体激光器、泵浦合束器、增益光纤、光纤隔离器；半导体激光器连接泵浦合束器的泵浦输入端，泵浦合束器的公共端连接增益光纤，增益光纤的输出光通过光纤隔离器进入前级非线性放大环形镜腔，前级非线性放大环形镜腔的输出端再通过光纤隔离器进入后级一个或多个非线性放大环形镜腔，输出端连接光纤分束器公共端，光纤分束器分束比较低一端作为激光器的输出端，另一端通过光纤滤波器连接泵浦合束器的信号端，形成闭环腔。所述的光纤隔离器的数量和非线性放大环形镜腔的数量相等，每一个光纤隔离器后端连接非线性放大环形镜腔。所述的非线性放大环形镜腔包括前级非线性放大环形镜腔、后级一个或多个非线性放大环形镜腔；所有非线性放大环形镜腔结构一致，可多级级联，各个非线性放大环形镜腔内增益光纤和高非线性相位光纤长度相等或者不等。所述的高非线性相位光纤为小模场半径单模光纤或者多模光纤。所述的非线性放大环形镜腔连接2X2分束器输出端，2X2分束器分束比为60:40,50:50,55:45,或者为其他分束比。所述的增益光纤和主振荡腔中的增益光纤类型一样，为掺杂稀土元素中的一种或多种掺 的单模光纤、大芯径多模光纤、双包层光纤或者光子晶体光纤。所述的主振荡腔、非线性放大环形镜腔中除了高非线性相位光纤的所有器件都为全保偏器件。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点: 1、本专利技术采用的多个非线性放大环形镜腔，激光输出偏振态固定，线偏振可以运用在倍频、和频等非线性光学，生物成像以及精密测量等许多特殊领域。2、本专利技术采用的多个非线性放大环形镜腔，利于锁模自启动，降低自启动阈值。3、本专利技术采用的多个非线性放大环形镜腔数目可扩展，每个非线性放大环形镜腔增益光纤和高非线性相位光纤等器件长度可变，可调参数多，灵活性大。4、本专利技术采用的多个非线性放大环形镜腔，容易建立锁模，锁模阈值低。5、本专利技术采用的多个非线性放大环形镜腔多次消弱脉冲前后沿，窄化脉冲， 6、输出脉冲稳定性高，调节腔内参数可实现纳秒、皮秒或飞秒脉冲激光的输出。7、本专利技术采用的多个非线性放大环形镜腔适合于不同波段及多波段脉冲的产生，可以采用不同掺杂稀土元素(镱、铒、铥、钦、镨等)增益光纤，输出不同波段的脉冲激光。8、本专利技术采用的器件都为保偏器件，整体系统抗干扰能力强，具有高稳定性。9、本专利技术采用全光纤结构，激光器尺寸小，重量轻，可集成化。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术结构框图； 图2为本专利技术基于两个相同非线性放大环形镜腔的结构示意图； 图3为本专利技术基于两个不同非线性放大环形镜腔的结构示意图； 图4为本专利技术基于三个相同非线性放大环形镜腔的结构示意图。【具体实施方式】以下结合附图通过实施例对本专利技术特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解: 如图1，本专利技术包括主振荡腔000、前级非线性放大环形镜腔100、后级一个或多个非线性放大环形镜腔200、300、…，其内光场顺时针传播，依次通过所述主振荡腔000、前级非线性放大环形镜腔100、后级一个或多个非线性放大环形镜腔200、300、…、主振荡腔000，形成闭环腔；脉冲进入非线性放大环形镜腔后分为两路，由于两路光经历增益光纤和高非线性相位光纤的次序不同而产生相位差，然后传输回到2X2分束器处发生干涉，脉冲功率的高低决定相位差的大小，决定经过2X2分束器输出的分支，因此非线性放大环形镜腔允许高功率脉冲顺时针传输，低功率脉冲原路放回，逆时针传输，起到筛选脉冲功率的作用；首先，前级非线性放大环形镜腔100在随机起伏脉冲中筛选幅度较高的脉冲，然后，较高功率脉冲通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于多个非线性放大环形镜的脉冲全保偏光纤激光器，其特征在于：它包括主振荡腔（000）、前级非线性放大环形镜腔（100）、后级一个或多个非线性放大环形镜腔（200、300、…）；激光器内光场顺时针传播，依次通过所述主振荡腔（000）、前级非线性放大环形镜腔（100）、后级一个或多个非线性放大环形镜腔（200、300、…）及主振荡腔（000），形成闭环腔；主振荡腔（000）中分束器（001）分束比较低一端作为激光器的输出端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王超，曾和平，
申请(专利权)人：上海朗研光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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