一种锁模光纤激光器及脉冲激光产生方法技术

本发明专利技术提供了一种锁模光纤激光器及脉冲激光产生方法，属于光纤激光器领域，所述锁模光纤激光器包括泵浦源和锁模激光谐振腔，所述锁模激光谐振腔包括依次耦合的反射部件、增益光纤、保偏滤波器和用于锁模的可饱和吸收镜。泵浦源发出的泵浦光进入增益光纤生成信号光，所述信号光经保偏滤波器处理为预设偏振方向和预设波长范围的信号光后进入可饱和吸收镜，经过可饱和吸收镜锁模后返回保偏滤波器，返回保偏滤波器的信号光再次进入增益光纤，经增益光纤放大后输入至反射部件，经增益光纤放大后的信号光中满足反射部件透射条件的部分输出。相比于传统的锁模光纤激光器，本发明专利技术提供的锁模光纤激光器结构简单，稳定可靠，便于工程应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤激光器领域，具体而言，涉及。
技术介绍
锁模光纤激光器作为超短脉冲激光系统的前端种子源，是超短脉冲激光系统的关键，其基本性能指标和稳定性指标直接影响着系统的稳定可靠性。其中，锁模光纤激光器的自启动免维护功能是其实现工业化的必然要求。自启动是指锁模激光器可实现开机即启动，输出锁模脉冲。免维护是指锁模激光器可在各种复杂环境下实现锁模脉冲输出，如高温、低温、振动、高湿等恶劣环境。目前的锁模光纤激光器一般采用恒温控制(即利用恒温控制，抵御因温度引起的脉冲失锁)、电动控制和固化封装等实现锁模光纤激光器的免维护功能。然而，此类方法虽能实现锁模光纤激光器的工程化应用，但是结构复杂，免维护可靠性差。因此，锁模光纤激光器作为一种重要的超短脉冲激光输出装置，需要从锁模光纤激光器结构的设计入手，提高锁模光纤激光器的免维护功能的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，通过对锁模光纤激光器自身结构的设计，有效地保证锁模光纤激光器的免维护功能的可靠性，以改善上述的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下:第一方面，本专利技术实施例提供的一种锁模光纤激光器，用于输出脉冲激光，包括:栗浦源和锁模激光谐振腔，所述锁模激光谐振腔包括依次耦合的反射部件、增益光纤、保偏滤波器和用于锁模的可饱和吸收镜；所述栗浦源发出的栗浦光进入所述增益光纤生成信号光；所述信号光经所述保偏滤波器处理为预设偏振方向和预设波长范围的信号光后进入所述可饱和吸收镜；所述预设偏振方向和预设波长范围的信号光经过所述可饱和吸收镜锁模后返回所述保偏滤波器；返回所述保偏滤波器的信号光再次进入所述增益光纤，经所述增益光纤放大后输入至所述反射部件；经所述增益光纤放大后的信号光中满足所述反射部件透射条件的部分输出。结合第一方面，本专利技术实施例还提供了第一方面的第一种可能实施方式，其中，所述保偏滤波器包括起偏器、带通滤光片和壳体，所述起偏器和所述带通滤光片均位于所述壳体内，所述带通滤光片的中心波长与所述脉冲激光的中心波长一致，所述起偏器用于将进入保偏滤波器的信号光调整为预设偏振方向的信号光，所述带通滤光片用于将进入所述保偏滤波器的信号光调整为预设波长范围的信号光。结合第一方面的第一种可能实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第二种可能实施方式，其中，所述保偏滤波器还包括第一准直透镜和第二准直透镜，所述第一准直透镜与所述第二准直透镜均位于所述壳体内，所述起偏器和所述带通滤光片位于所述第一准直透镜和所述第二准直透镜之间，所述第一准直透镜、所述带通滤光片、所述起偏器及所述第二准直透镜的光轴重合，所述第一准直透镜通过第一光纤与所述增益光纤耦合，所述第二准直透镜通过第二光纤与所述可饱和吸收镜耦合。结合第一方面或第一方面的第一种可能实施方式或第一方面的第二种可能实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第三种可能实施方式，其中，所述锁模光纤激光器还包括波分复用器，所述波分复用器设置在所述锁模激光谐振腔外，所述波分复用器包括第一信号端和合束端，所述合束端与所述反射部件通过第三光纤耦合，所述第一信号端与所述栗浦源耦合，所述栗浦光进入所述第一信号端，从所述合束端输出至所述反射部件，从所述反射部件透过进入所述增益光纤。结合第一方面的第三种可能实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第四种可能实施方式，其中，所述锁模光纤激光器还包括光隔离器，所述波分复用器还包括第二信号端，所述光隔离器与所述第二信号端耦合。结合第一方面的第四种可能实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第五种可能实施方式，其中，所述反射部件与所述增益光纤之间通过第四光纤耦合，所述第三光纤和所述第四光纤均为保偏光纤。结合第一方面或第一方面的第一种可能实施方式或第一方面的第二种可能实施方式，本专利技术实施例还提供了第一方面的第六种可能实施方式，其中，所述锁模光纤激光器还包括波分复用器，所述波分复用器设置在所述锁模激光谐振腔内，所述光耦合器包括第一信号端、第二信号端和合束端，所述合束端与所述增益光纤耦合，所述第一信号端与所述栗浦源耦合，所述第二信号端与所述反射部件耦合。结合第一方面，本专利技术实施例还提供了第一方面的第七种可能实施方式，其中，所述可饱和吸收镜为半导体可饱和吸收镜、碳纳米管可饱和吸收镜、石墨烯可饱和吸收镜或氧化石墨烯可饱和吸收镜中的任一种。结合第一方面，本专利技术实施例还提供了第一方面的第八种可能实施方式，其中，所述反射部件为光纤光栅，所述光纤光栅的中心波长与所述脉冲激光的波长一致。第二方面，一种脉冲激光产生方法，应用于上述的锁模脉冲激光器，所述方法包括:增益光纤根据栗浦源发出的栗浦光生成信号光，并将信号光输出至保偏滤波器；所述保偏滤波器将接收到的所述信号光处理为预设偏振方向和预设波长范围的信号光并输出至可饱和吸收镜；所述可饱和吸收镜对所述预设偏振方向和预设波长范围的信号光进行锁模后再传输至所述保偏滤波器；所述增益光纤将所述保偏滤波器输出的信号光放大并传输至反射部件；所述反射部件将满足所述反射部件的透射条件的部分信号光输出。本专利技术提供的锁模光纤激光器设计了保偏滤波器，用于锁模脉冲偏振态的主动控制，通过保偏滤波器将锁模脉冲偏振态固定，有效地抵御了温度、振动、应力等因素对该锁模光纤激光器的影响，保证了该锁模光纤激光器具有可靠的免维护功能。本专利技术相比于传统的锁模光纤激光器，结构简单，稳定可靠，便于工程应用。进一步的，本专利技术采用可饱和吸收镜作为锁模器件，使得本锁模光纤激光器同时具有自启动功能。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1示出了本专利技术第一实施例提供的一种锁模光纤激光器的结构示意图；图2示出了本专利技术第一实施例提供的一种锁模光纤激光器的保偏滤波器的结构示意图；图3示出了本专利技术第一实施例提供的另一种锁模光纤激光器的结构示意图；图4示出了本专利技术第二实施例提供的一种脉冲激光产生方法的方法流程图。其中，附图标记分别为:栗浦源100 ;波分复用器200 ;锁模激光谐振腔300 ;反射部件310 ;增益光纤320 ;保偏滤波器330 ;壳体331 ;第一准直透镜332 ;带通滤光片333 ;起偏器334 ;第二准直透镜335 ;可饱和吸收镜340 ;光隔离器400。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锁模光纤激光器，用于输出脉冲激光，其特征在于，包括：泵浦源和锁模激光谐振腔，所述锁模激光谐振腔包括依次耦合的反射部件、增益光纤、保偏滤波器和用于锁模的可饱和吸收镜；所述泵浦源发出的泵浦光进入所述增益光纤生成信号光；所述信号光经所述保偏滤波器处理为预设偏振方向和预设波长范围的信号光后进入所述可饱和吸收镜；所述预设偏振方向和预设波长范围的信号光经过所述可饱和吸收镜锁模后返回所述保偏滤波器；返回所述保偏滤波器的信号光再次进入所述增益光纤，经所述增益光纤放大后输入至所述反射部件；经所述增益光纤放大后的信号光中满足所述反射部件透射条件的部分输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，李超，黎玥，梁小宝，徐振源，封建胜，张昊宇，周泰斗，温静，王建军，景峰，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川;51