本实用新型专利技术公开了一种集成化反射式相位偏置器及光纤激光器和光波-微波鉴相器。本发明专利技术的相位偏置器包括光纤夹持器、准直透镜、偏振棱镜、法拉第旋转器、双折射晶体和反射镜；本实用新型专利技术采用光纤夹持器中固定两根保偏方向互相垂直的保偏光纤，偏振棱镜将两路偏振方向互相垂直的光分开，只需要一个准直器、一个法拉第旋转器、一个双折射晶体，一个反射镜，体积小，稳定性高，价格低，不需要任何调节；用于光纤激光器，可得到自启动的锁模脉冲列，且脉冲列的特性不受外界环境的干扰，可应用到各种高噪声、重污染或发射等复杂环境；用于光波-微波鉴相器，可使其更加小型化，更不受外界干扰，工作更加可靠。
【技术实现步骤摘要】
本技术设及光纤激光技术，尤其设及一种集成化反射式相位偏置器及其光纤 激光器和光波-微波鉴相器。
技术介绍
锁模光纤激光器脉冲超短，重复频率确定、峰值功率高，在科学研究和工业加工中 有不可替代的应用价值。但是对比普通的激光器，锁模激光器难于自启动、易受外界干扰， 价格高，妨碍了其应用。 光纤激光器中锁模方案主要有=种：非线性环路反射镜、可饱和吸收体、非线性偏 振旋转。非线性环路反射镜构成的8字型锁模光纤激光器锁模启动困难，常需要外部推动， 而非保偏光纤；可饱和吸收体中半导体可饱和吸收体有寿命，容易损坏；其他碳基可饱和 吸收体，例如碳纳米管、石墨締等，在自然环境下很容易劣化、失去锁模启动功能。非线性偏 振旋转可W提供稳定可靠的锁模启动机制，提供非常高的平均功率，而且可利用几乎所有 的脉冲形成机制，获得高重复频率或低重复频率、皮秒或飞秒脉冲列。但是其利用非线性偏 振旋转的本质，决定了其必须用非保偏光纤，而非保偏光纤决定了运种激光器必然对环境 敏感。 非线性环路反射镜曾经是最早的锁模器件，用其制成的双环路光纤激光器（8字 型光纤激光器）可W提供锁模脉冲。但是其基本上不是自启动的。原因在于其环路是零偏 置。而在零偏置情况下，环路反射镜对非线性相移的敏感度很小。因此需要一个相位偏置。 所谓相位偏置，是指同一光路中相对传播的光经历不同的相移。 JungwonKim(金正元）等人在OpticsLetters上发表的论文《Subfemtosecond synchronizationofmicrowaveoscillatorswithmode-lockedEr-fiberlasers》中的 光波-微波鉴相器，利用了非对称相移器，并用其作为光纤环中的相位偏置器，但是由分立 的空间元件构成，而且是透过式，不是反射式，需要两个法拉第旋转器，相移器中没有偏振 棱镜。 MenloSystems公司的专利申请化aserwithnon-linearopticalloop mirror》。扣S201500711322)利用了化ngwonKim等的相移器和相位偏置法，构成了一种锁 模激光器。其中相位偏置器也是透过式，需要两个法拉第旋转器，相移器中也没有偏振棱镜 Honzatko等人于 2013 年在OpticsLetters上发表的《Amode-locked thulium-dopedfiberI曰serb曰sedon曰nonline曰rloopmirror》论文，从及化曰11邑等人 于 2015 年在OpticsLetters上发表的《Directgenerationof2Waverage-powerand 232nJpicosecondpulsesfromanultra-simpleYb-dopeddouble-cladfiberlaser》 论文，均无相位偏置器，因此需要非常高的脉冲功率才能达到锁模阔值，脉冲非常宽（几百 皮秒至几纳秒）。
技术实现思路
为了获得光纤激光器中自启动和长期稳定的锁模，克服由于溫度、振动等环境参 数的变化造成的锁模劣化，本技术提出了 一种集成化反射式相位偏置器及其应用。 本技术的目的在于提供一种集成化反射式相位偏置器。 本技术的集成化反射式相位偏置器包括：光纤夹持器、准直透镜、偏振棱镜、 法拉第旋转器、双折射晶体和反射镜；其中，光纤夹持器固定第一和第二保偏光纤，运两根 保偏光纤的快轴互相垂直，W及慢轴互相垂直，并且互为输入输出；经过第一保偏光纤入射 的光，偏振方向沿着第一保偏光纤的一个轴，经准直透镜W-个角度进入偏振棱镜，依次经 过法拉第旋转器和双折射晶体，垂直入射至反射镜返回，再经过双折射晶体和法拉第旋转 器，相移为41，偏振方向旋转90度，W另一个角度从偏振棱镜出射后经准直透镜进入到第 二保偏光纤中，并且光的偏振方向任然沿着第二保偏光纤的同一个轴，从第二保偏光纤出 射；同样，从第二保偏光纤入射的光，沿着相反的路径往返一圈后，相移为42，偏振方向旋 转90度，从第一保偏光纤出射，其中，(61声d) 2。 保偏光纤具有快轴和慢轴两个轴，运两根保偏光纤的保偏方向空间上互相垂直， 即两根保偏光纤的快轴互相垂直，W及两根光纤的慢轴互相垂直，分别经过第一和第二保 偏光纤的入射光的偏振方向，在进入偏振棱镜前空间上互相垂直，从而保证从一根保偏光 纤的入射光的偏振方向沿快轴，往返一圈偏振方向旋转90度后，返回光进入另一根保偏光 纤的偏振方向仍然沿着另一根光纤的快轴，同理，一根保偏光纤的入射光的偏振方向沿慢 轴，返回光进入另一根保偏光纤仍然沿着另一根光纤的慢轴。 W偏振方向沿慢轴为例：经过第一保偏光纤的入射光的偏振方向沿慢轴，经过准 直透镜，W-个角度经过偏振棱镜，然后入射至法拉第旋转镜，其偏振方向被旋转45度，与 双折射晶体的慢轴（或快轴）平行，获得相移4i/2后，入射到反射镜上；经反射镜反射后 返回，再次经过双折射晶体相移加倍为41;再次经过法拉第旋转器后偏振方向再旋转45 度，与入射光的偏振方向互相垂直，由于返回光与入射光的偏振方向互相垂直，从偏振棱镜 出射后的角度与入射光的角度不同，从而进入到第二保偏光纤中，由于第二保偏光纤与第 一保偏光纤的慢轴互相垂直，因此偏振方向仍然沿着第二保偏光纤的慢轴，从而从第二保 偏光纤出射。同样的方式，经过第二保偏光纤的入射光的偏振方向沿慢轴，经过准直透镜， W另一个角度入射至偏振棱镜，然后入射至法拉第旋转镜，其偏振方向被旋转45度，与双 折射晶体的快轴（或慢轴）平行，获得相移(62/2后，入射到反射镜上；经反射镜反射后返 回，再次经过双折射晶体相移加倍为&2;再次经过法拉第旋转器后偏振方向再旋转45度， 与从第二保偏光纤出来的入射光的偏振方向互相垂直，由于返回光与入射光的偏振方向互 相垂直，从偏振棱镜出射后的角度与入射光的角度不同，从而进入到第一保偏光纤中，由于 第一保偏光纤与第二保偏光纤的慢轴互相垂直，因此偏振方向仍然沿着第一保偏光纤的慢 轴，从而从第一保偏光纤出射。 保偏光纤采用大模场面积保偏光纤、渗杂增益保偏光纤、大模场面积双包层保偏 光纤、保偏光子晶体光纤中的一种。保偏光纤中渗杂，使其具有增益特性。根据波长选择或 设计保偏光纤，不受波长的限制。保偏光纤的端头进行角度或模场面积的处理。两根保偏 光纤的保偏方向在空间上互相垂直。 双折射晶体包括快轴和慢轴。法拉第旋转器将入射光的偏振方向旋转一个角度， 使偏振方向旋转至与双折射晶体的一个轴平行；而从另一跟保偏光纤的入射光经过同一个 法拉第旋转器，其偏振方向被旋转到与双折射晶体的另一个轴平行。法拉第旋转器采用薄 片式法拉第旋转器，或磁光晶体插入永磁体中构成的法拉第旋转器。 本技术的相位偏置器中的双折射晶体的快轴和慢轴引入非对称相移，导 致与不同轴平行的偏振传播的光的相移差，即相位偏置。从第一保偏光纤入射，往返一 圈从第二保偏光纤出射，发生相移为41，从第二保偏光纤入射，往返一圈从第一保偏光 纤出射，发生相移为，二者的相移差的大小由双折射晶体的性质和厚度决定，当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种集成化反射式相位偏置器，其特征在于，所述相位偏置器包括：光纤夹持器、准直透镜、偏振棱镜、法拉第旋转器、双折射晶体和反射镜；其中，所述光纤夹持器固定第一和第二保偏光纤，这两根保偏光纤的快轴互相垂直，以及慢轴互相垂直，并且互为输入输出；经过第一保偏光纤入射的光，偏振方向沿着第一保偏光纤的一个轴，经准所述直透镜以一个角度进入偏振棱镜，依次经过法拉第旋转器和双折射晶体，垂直入射至反射镜返回，再经过所述双折射晶体和法拉第旋转器，相移为φ1，偏振方向旋转90度，以另一个角度从偏振棱镜出射后经准直透镜进入到第二保偏光纤中，并且光的偏振方向任然沿着第二保偏光纤的同一个轴，从第二保偏光纤出射；同样，从所述第二保偏光纤入射的光，沿着相反的路径往返一圈后，相移为φ2，偏振方向旋转90度，从第一保偏光纤出射，其中，φ1≠φ2。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张志刚，王爱民，李莹，
申请(专利权)人：北京大学，北京铟尼镭斯技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
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。