本发明专利技术公开了一种非线性偏振旋转锁模波长可调L波段飞秒掺铒光纤激光器，属于一种波长可调谐的飞秒脉冲激光器。本发明专利技术包括泵浦源以及由波分复用器、掺铒光纤、光纤隔离器、光纤起偏器、光纤耦合器和偏振控制器用光纤连接成的光纤环形腔；泵浦源与波分复用器的泵浦端口连接，波分复用器的公共端口依次经掺铒光纤、光纤隔离器、光纤起偏器连接至光纤耦合器的80%输出端口，光纤耦合器的输入端经偏振控制器连接至波分复用器的信号端口；光纤隔离器与光纤起偏器之间用色散补偿光纤连接，其余器件之间用单模光纤连接。优点：结构简单可靠、维护方便，无须外界信号调制、可实现自启动锁模、输出脉冲较窄、工作性能优越、成本低、易于操作。
【技术实现步骤摘要】
非线性偏振旋转锁模波长可调L波段飞秒掺铒光纤激光器
本专利技术涉及一种波长可调谐的飞秒脉冲激光器，具体是一种非线性偏振旋转锁模波长可调L波段飞秒掺铒光纤激光器。
技术介绍
L波段是指波长从1565 nm到1625 nm的激光波段，因为玻璃光纤在这个波段范围内损耗很低，因此被广泛的应用于光纤通信系统。尤其是超快飞秒激光器，由于其极高的时间分辨率，在大容量高速光信息传输、生物医学检测、科研应用方面有着广泛的应用需求。在不同的应用背景下对超快激光的波长位置有着不同的要求，因此，实现激光光源在宽范围内的波长可调谐，不仅能扩展其应用领域及方向，同时，可以大大降低其成本要求，无论从应用方面还是产业方面来考虑都有着重要的意义。 目前为止，主要有以下三种技术途径实现锁模光纤激光器的波长可调谐运转:1、锁模器件+偏振控制器的技术方案，被动饱和吸收体(半导体饱和吸收体、碳纳米管、石墨烯)或者主动锁模器(电光、声光器)的作用是形成锁模脉冲，通过调节偏振控制器来改变光纤谐振腔的双折射进而形成可调的滤波器效应对振荡波长进行调谐输出[Laser Phys.Lett.7，N0.8，591 - 596 (2010)]。2、通过输出耦合率可调谐的耦合器件以改变腔内不同波长的光学损耗，在腔内插入主动或者被锁模器件可实现超短脉冲光纤激光器的波长可调谐运转[Opt.Express I, 97-103 (2007)]。3、人为在腔内置入中心波长可调的光学滤波器来强制限定运转激光波长，并采用主动或者被动锁模技术实现不同波长的锁模脉冲输出。然而以上技术方式存在着整体结构复杂，技术实施不易，且后期维护不便等缺点，使其进一步的发展和应用受到了一定的限制。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术提供一种非线性偏振旋转锁模波长可调L波段飞秒掺铒光纤激光器，结构简单，性能可靠，成本低廉。本专利技术是以如下技术方案实现的:一种非线性偏振旋转锁模波长可调L波段飞秒掺铒光纤激光器，包括泵浦源以及由波分复用器、掺铒光纤、光纤隔离器、光纤起偏器、光纤耦合器和偏振控制器用光纤连接成光纤环形腔；所述的泵浦源与波分复用器的泵浦端口连接，波分复用器的公共端口依次经掺铒光纤、光纤隔离器、光纤起偏器连接至光纤耦合器的80%输出端口，光纤耦合器的输出端经偏振控制器连接至波分复用器的信号端口 ；其稳定的飞秒激光脉冲通过光纤耦合器的20%输出端口输出；所述的掺铒光纤的吸收峰在1530nm,吸收系数为80 dB/m,数值孔径为0.29，在1550 nm波长的模场直径为4.3 μ m，在1550nm波长的色散系数为-48 ps/ (nm?km);光纤环形腔的总长是10 m~100 m。本专利技术的有益效果是:合理优化增益光纤长度，利用增益光纤的再吸收及增益拉曼效应，实现波长覆盖L波段的飞秒激光输出。通过偏振控制器能同时实现有效的偏振及波长控制，在实现有效的非线性偏振旋转锁模的同时，利用其滤波效应实现波长可调谐的飞秒脉冲输出，其中心波长从1575.5 nm连续可调至1603.6 nm，可调范围为28.1 nm。结构简单可靠、维护方便，无须外界信号调制、可实现自启动锁模、输出脉冲较窄、有优越的工作性能、成本低、易于操作，使得非线性偏振旋转锁模技术成为了一种常规的获得超短脉冲的方法，在光通讯、医学检测、光谱分析等方面有着重要的应用。响应时间为飞秒量级且与波长无关，因此使用非线性偏振旋转锁模技术在不同的波长范围均可适用。【附图说明】图1为本专利技术的实验装置图； 图2a为中心波长在1575.5 nm处脉冲光谱图，插图为其自相关曲线； 图2b为中心波长在1603.6 nm处脉冲光谱图，插图为其自相关曲线； 图2c为中心波长在1575.5 nm和1603.6 nm处脉冲序列； 图2d为中心波长在1575.5 nm和1603.6 nm处射频谱图。【具体实施方式】如图1所示，一种非线性偏振旋转锁模波长可调L波段飞秒掺铒光纤激光器有一泵浦源I以及由波分复用器2、掺铒光纤3、光纤隔离器4、光纤起偏器5、光纤耦合器6和偏振控制器7用光纤连接成光纤环形腔。所述的泵浦源I与波分复用器2的泵浦端口 2a连接，波分复用器2的公共端口 2b依次经掺铒光纤3、光纤隔离器4、光纤起偏器5连接至光纤率禹合器6的80%输出端口，光纤稱合器6的输入端6a经偏振控制器7连接至波分复用器2的信号端口 2c ;其稳定的飞秒激光脉冲通过光纤I禹合器6的20%输出端口输出；所述的掺铒光纤的吸收峰在1530 nm，吸收系数为80 dB/m，数值孔径为0.29，在1550 nm波长的模场直径为4.3 μ m,在1550 nm波长的色散系数为-48 ps/ (nm*km)。在本专利技术中，摒弃了腔内滤波器件，只采用非线性偏振旋转技术，在实现锁模脉冲的同时实现输出脉冲的中心波长可调，且可在L波段实现稳定的飞秒脉冲输出。所述的泵浦源I为单模光纤耦合的半导体激光器，其中心波长位于973 nm?980nm。所述的波分复用器2的工作波长为980/1550 nm，波分复用器2的尾纤类型为色散补偿光纤或色散位移光纤。所述的掺铒光纤3采用正色散增益光纤EDF80，购自OFS公司，其对波长为1530 nm激光的吸收系数是80 dB/m。所述的光纤隔离器4采用中心波长为1480 nm的与偏振无关的隔离器，或者采用中心波长为1550 nm的与偏振无关的隔离器，光纤隔离器4的尾纤类型为单模负色散光纤，可购自Haphit公司。实验中，为了避免残余泵浦的影响而采取逆向泵浦，光纤隔离器4的方向与泵浦光方向相反，即所述的光纤隔离器4的输入端口与光纤起偏器5连接，光纤隔离器4的输出端口通过掺铒光纤3与波分复用器2的公共端口 2b连接。所述的光纤起偏器5米用中心波长为1550 nm的同轴起偏器,光纤起偏器5的尾纤类型为单模负色散光纤，购自Haphit公司，型号FILP-1550-SS-B20-FC/APC。所述的光纤耦合器6采用20:80光纤耦合器，光纤耦合器6的尾纤类型为色散补偿光纤或色散位移光纤。其中标记6a、6b、6c分别表不光纤I禹合器的输入端、80%输出端口和20%输出端口。所述的偏振控制器7为三片线圈旋转式偏振控制器或挤压式偏振控制器，偏振控制器7尾纤类型为单模负色散光纤。三片线圈旋转式偏振控制器购自Thorlabs公司，型号为FPC560。通过旋转偏振控制器的桨，可改变光纤环形腔的双折射，可以形成可调的滤波器效应，实现波长的可调谐输出。图1中，标记A表不本专利技术的输入，标记B为本专利技术的输出。光纤环形腔的总长是10 m?100 m,其中单模光纤4 m?80 m、色散补偿光纤3 m?10 mm、惨辑光纤3 m?10 m。实施例1 以光纤环形腔的总长是12.6 m为例,其中单模光纤6.6 m、色散补偿光纤3m、掺铒光纤3 m0实施例2 以光纤环形腔的总长是23.5 m为例，其中单模光纤16.9 m、色散补偿光纤3.6 m、掺铒光纤3 m。实施例3 以光纤环形腔的总长是56.2 m为例，其中单模光纤44.9 m、色散补偿光纤6.1 m、掺铒光纤5.2 m。实施例4 以光纤环形腔的总长是98.7 m为例，其中单模光纤80.5 m、色散补偿光纤9.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非线性偏振旋转锁模波长可调L波段飞秒掺铒光纤激光器，其特征在于：包括泵浦源（1）以及由波分复用器（2）、掺铒光纤（3）、光纤隔离器（4）、光纤起偏器（5）、光纤耦合器（6）和偏振控制器（7）用光纤连接成光纤环形腔；所述的泵浦源（1）与波分复用器（2）的泵浦端口连接，波分复用器（2）的公共端口依次经掺铒光纤（3）、光纤隔离器（4）、光纤起偏器（5）连接至光纤耦合器（6）的80%输出端口，光纤耦合器（6）的输入端经偏振控制器（7）连接至波分复用器（2）的信号端口；所述的掺铒光纤（3）的吸收峰在1530 nm，吸收系数为80 dB/m，数值孔径为0.29，在1550 nm波长的模场直径为4.3 μm，在1550 nm波长的色散系数为 ‑48 ps/(nm•km)；其稳定的飞秒激光脉冲通过光纤耦合器（6）的20%输出端口输出；光纤环形腔的总长是10 m～100 m。
【技术特征摘要】
1.一种非线性偏振旋转锁模波长可调L波段飞秒掺铒光纤激光器，其特征在于:包括泵浦源(I)以及由波分复用器(2)、掺铒光纤(3)、光纤隔离器(4)、光纤起偏器(5)、光纤耦合器(6 )和偏振控制器(7 )用光纤连接成光纤环形腔；所述的泵浦源(I)与波分复用器(2 )的泵浦端口连接，波分复用器(2)的公共端口依次经掺铒光纤(3)、光纤隔离器(4)、光纤起偏器(5)连接至光纤稱合器(6)的80%输出端口，光纤稱合器(6)的输入端经偏振控制器(7)连接至波分复用器(2)的信号端口 ；所述的掺铒光纤(3)的吸收峰在1530 nm，吸收系数为80 dB/m，数值孔径为0.29，在1550 nm波长的模场直径为4.3 μ m，在1550 nm波长的色散系数为-48 ps/(nm?km);其稳定的飞秒激光脉冲通过光纤稱合器(6)的20%输出端口输出；光纤环形腔的总长是10 m~100 m。2.如权利要求1所述的非线性偏振旋转锁模波长可调L波段飞秒掺铒光纤激光器，其特征在于:所述的泵浦源(I)为单模光纤耦合的半导体激光器，其中心波长位于973 nm~.980 nm。3.如权利要求1所述的非线性偏振旋转锁模波长可调L波段飞秒掺铒光纤激光器，其特征在于:所述的波分复用器(2)的工作波长是980/1550 nm，波分复用器(2)的尾纤类...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹭明，罗娇林，李雷，沈德元，唐定远，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。