光纤激光器及光学系统技术方案

本发明专利技术提供了一种光纤激光器及光学系统，涉及激光技术领域。所述光纤激光器包括泵浦光源、多功能光纤器件、腔长调节模块、偏振控制器。所述泵浦光源和所述偏振控制器分别与所述多功能光纤器件耦合，所述多功能光纤器件和所述腔长调节模块耦合，所述腔长调节模块和所述偏振控制器耦合，所述多功能光纤器件和所述腔长调节模块之间设有增益光纤，所述腔长调节模块设有外接信号输入端口，用于根据输入的腔长调节信号改变所述腔长调节模块内光通过的光程。和现有技术相比，本发明专利技术实施例提供的光纤激光器的振荡重复频率可调，且具有良好的频率稳定性，可实现高重频高稳定的超短脉冲输出。

【技术实现步骤摘要】
光纤激光器及光学系统
本专利技术涉及激光
，具体而言，涉及一种光纤激光器及光学系统。
技术介绍
锁模激光技术是产生超短脉冲的一种重要技术。现有的非线性偏振旋转锁模技术可产生fs量级超短脉冲，是目前产生fs激光的最重要的方法。对于激光器而言，锁模脉冲重复频率由谐振腔长度决定，确定的谐振腔长度产生确定的重复频率锁模脉冲。然而，在现有的光纤激光器中，由于难以依靠精确切割技术实现确定的谐振腔长度，因此一般难以获得所要求的确定的重复频率的锁模脉冲，对于百MHz量级的锁模激光器，一般谐振腔长度在亚mm量级，而造成的重复频率的误差在百kHz量级。而同时由于温度对光纤造成热胀冷缩的影响，一般锁模脉冲重复频率还会产生抖动，使得重复频率难以稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光纤激光器及光学系统，其重复频率可调，且具有良好的频率稳定性，可实现高重频高稳定的超短脉冲输出。本专利技术的实施例是这样实现的：一方面，本专利技术实施例提供了一种光纤激光器，其包括泵浦光源、多功能光纤器件、腔长调节模块、偏振控制器，所述泵浦光源和所述偏振控制器分别与所述多功能光纤器件耦合，所述多功能光纤器件和所述腔长调节模块耦合，所述腔长调节模块和所述偏振控制器耦合，所述多功能光纤器件和所述腔长调节模块之间设有增益光纤，所述腔长调节模块用于根据输入的腔长调节信号改变所述腔长调节模块内光通过的光程，由所述泵浦光源输出的泵浦光经过所述多功能光纤器件耦合进入所述增益光纤内产生信号光；所述信号光依次经过所述腔长调节模块和所述偏振控制器，耦合进入所述多功能光纤器件中；所述信号光的一部分通过所述多功能光纤器件输出，其他部分在激光器内继续振荡。在本专利技术较佳的实施例中，所述泵浦光源和所述多功能光纤器件之间、所述多功能光纤器件和所述增益光纤之间、所述增益光纤和所述腔长调节模块之间、所述腔长调节模块和所述偏振控制器之间、所述偏振控制器和所述多功能光纤器件之间均通过单模光纤耦合。在本专利技术较佳的实施例中，所述腔长调节模块包括第一准直透镜、第二准直透镜、拔高镜和压电转换装置，所述第一准直透镜和所述第二准直透镜设置在所述拔高镜的同一侧，所述压电转换装置设有外接信号输入端口，用于根据输入的腔长调节信号改变所述压电转换装置到所述第一准直透镜的距离，由所述增益光纤输出的信号光依次经过所述第一准直透镜、所述拔高镜、所述压电转换装置和所述第二准直透镜，输出至所述偏振控制器。在本专利技术较佳的实施例中，所述压电转换装置包括压电陶瓷和纳米平移台，所述拔高镜远离所述第一准直透镜的一面贴合在所述压电陶瓷上，所述压电陶瓷设置在所述纳米平移台上，所述压电陶瓷和所述纳米平移台分别设有外接信号输入端口，用于根据分别独立输入的腔长调节信号改变所述压电陶瓷及所述纳米平移台到所述第一准直透镜的距离，由所述第一准直透镜出射的信号光入射到所述拔高镜靠近所述第一准直透镜的一侧表面发生折射，再经过所述拔高镜和所述压电陶瓷的贴合面反射，再次入射到所述拔高镜靠近所述第一准直透镜的一侧表面发生折射，最后经过所述第二准直透镜出射。在本专利技术较佳的实施例中，所述纳米平移台设置有手动粗调旋钮，用于调节所述纳米平移台的位置。在本专利技术较佳的实施例中，所述光纤激光器还包括光分束器和反馈电路，所述光分束器分别和所述多功能光纤器件、所述反馈电路耦合，所述反馈电路和所述腔长调节模块电耦合，由所述多功能光纤器件输出的部分信号光经过所述光分束器分为两路信号，其中一路信号输出，另一路信号经过所述反馈电路转换为反馈调节信号输入所述腔长调节模块，用于改变所述腔长调节模块内光通过的光程。在本专利技术较佳的实施例中，所述反馈电路包括光电探测器和电动稳频反馈装置，所述光电探测器和所述电动稳频反馈装置电耦合，所述电动稳频反馈装置和所述腔长调节模块电耦合，由所述光分束器输出的一路信号进入所述光电探测器转换为电信号，再经过所述电动反馈装置输出至所述腔长调节模块，以改变所述腔长调节模块内光通过的光程。在本专利技术较佳的实施例中，所述多功能光纤器件的信号光输出比例为10％。在本专利技术较佳的实施例中，所述偏振控制器为手动偏振控制器或电动偏振控制器。另一方面，本专利技术实施例提供了一种光学系统，其包括振荡检测器和如上所述的光纤激光器，所述振荡检测器和所述光纤激光器中的多功能光纤器件耦合，由所述多功能光纤器件输出的信号光进入所述振荡检测器转换为振荡检测信号输出，以检测所述光纤激光器的重复频率。本专利技术实施例提供的光纤激光器及光学系统，通过多功能光纤器件的耦合、偏振隔离等功能实现环形锁模谐振腔，使得从泵浦光源输出的泵浦光能够在增益光纤内产生信号光并在环形谐振腔中重复振荡放大，产生的超短脉冲通过所述多功能光纤器件部分输出；另外，在环形谐振腔中设置具有外接信号输入端口的腔长调节模块，可以通过从外部输入腔长调节信号来改变所述腔长调节模块内光通过的光程，即改变了环形谐振腔内光传播的几何路径长度，实现了谐振腔长度的调节，进而实现锁模脉冲重复频率的调节和控制。相对于现有技术，本专利技术实施例提供的光纤激光器设计了腔长调节结构，可实现重复频率的微调以及低频率抖动的脉冲输出，其结构简单、稳定性高、可工程化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本专利技术第一实施例提供的光纤激光器的结构示意图；图2为本专利技术第一实施例提供的光纤激光器中腔长调节模块的结构示意图；图3为本专利技术第一实施例提供的光学系统的结构示意图；图4为本专利技术第二实施例提供的光纤激光器的结构示意图。图标：100-泵浦光源；200-多功能光纤器件；300-增益光纤；400-腔长调节模块；410-第一准直透镜；420-第二准直透镜；430-拔高镜；440-压电陶瓷；450-纳米平移台；460-封装外壳；500-偏振控制器；600-振荡检测器；700-光分束器；800-光电探测器；900-电动稳频反馈装置；1000-光纤激光器；2000-光学系统。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤激光器，其特征在于，包括泵浦光源、多功能光纤器件、腔长调节模块、偏振控制器，所述泵浦光源和所述偏振控制器分别与所述多功能光纤器件耦合，所述多功能光纤器件和所述腔长调节模块耦合，所述腔长调节模块和所述偏振控制器耦合，所述多功能光纤器件和所述腔长调节模块之间设有增益光纤，所述腔长调节模块用于根据输入的腔长调节信号改变所述腔长调节模块内光通过的光程，由所述泵浦光源输出的泵浦光经过所述多功能光纤器件耦合进入所述增益光纤内产生信号光；所述信号光依次经过所述腔长调节模块和所述偏振控制器，耦合进入所述多功能光纤器件中；所述信号光的一部分通过所述多功能光纤器件输出，其他部分在激光器内继续振荡。

【技术特征摘要】
1.一种光纤激光器，其特征在于，包括泵浦光源、多功能光纤器件、腔长调节模块、偏振控制器，所述泵浦光源和所述偏振控制器分别与所述多功能光纤器件耦合，所述多功能光纤器件和所述腔长调节模块耦合，所述腔长调节模块和所述偏振控制器耦合，所述多功能光纤器件和所述腔长调节模块之间设有增益光纤，所述腔长调节模块用于根据输入的腔长调节信号改变所述腔长调节模块内光通过的光程，由所述泵浦光源输出的泵浦光经过所述多功能光纤器件耦合进入所述增益光纤内产生信号光；所述信号光依次经过所述腔长调节模块和所述偏振控制器，耦合进入所述多功能光纤器件中；所述信号光的一部分通过所述多功能光纤器件输出，其他部分在激光器内继续振荡。2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述泵浦光源和所述多功能光纤器件之间、所述多功能光纤器件和所述增益光纤之间、所述增益光纤和所述腔长调节模块之间、所述腔长调节模块和所述偏振控制器之间、所述偏振控制器和所述多功能光纤器件之间均通过单模光纤耦合。3.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述腔长调节模块包括第一准直透镜、第二准直透镜、拔高镜和压电转换装置，所述第一准直透镜和所述第二准直透镜设置在所述拔高镜的同一侧，所述压电转换装置设有外接信号输入端口，用于根据输入的腔长调节信号改变所述压电转换装置到所述第一准直透镜的距离，由所述增益光纤输出的信号光依次经过所述第一准直透镜、所述拔高镜、所述压电转换装置和所述第二准直透镜，输出至所述偏振控制器。4.根据权利要求3所述的光纤激光器，其特征在于，所述压电转换装置包括压电陶瓷和纳米平移台，所述拔高镜远离所述第一准直透镜的一面贴合在所述压电陶瓷上，所述压电陶瓷设置在所述纳米平移台上，所述压电陶瓷和所述纳米平移台分别设有外接信号输入端口，用于根据分别独立输入的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎玥，王琳，张昊宇，向小雨，罗韵，杨先衡，史仪，梁小宝，赵磊，李超，游云峰，王建军，
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