一种利用模间拍频进行激光锁模的新技术制造技术

本发明专利技术公开了一种利用模间拍频进行激光锁模的新技术，主要方法如下：使用连续波多纵模激光源泵浦稀土掺杂增益介质，在激光谐振腔作用下，泵浦光的强烈模间拍频效应会同步引发谐振腔内激光功率的周期性调制，通过控制谐振腔长度，精确匹配谐振腔频率与泵浦源的模间拍频频率，能够建立起稀土掺杂激光器的稳定锁模运转。与现有的主动/被动锁模激光技术相比，这种技术的优势是不需要使用任何特定的锁模器件，通过与稀土掺杂激光器相结合，可以为结构紧凑、低成本、高性能的超快激光源提供一个具有发展前景的备选方案。

A novel technique for laser mode locking using mode beat frequency

The invention discloses a method using modular beat frequency technology of mode-locked laser, the main methods are as follows: using continuous wave of multi longitudinal mode laser pumping source of rare earth doped gain medium, the laser cavity under the action of strong periodic modulation mode of the pump between the beat effect will lead to synchronous resonant cavity of laser power and by controlling the length of the resonant cavity, resonant cavity frequency and precise matching of the pumping source mode beat frequency, can set up the rare earth doped laser stable mode locking operation. Compared with the existing active / passive mode-locked laser technology, the advantage of this technique is not required to use any specific locking device, through the combination of laser and rare earth doped phase, ultrafast laser source has the advantages of compact structure, low cost and high performance provide an alternative development prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种利用模间拍频进行激光锁模的新技术
本专利技术属于激光
，尤其涉及一种激光锁模技术。
技术介绍
与连续工作的激光器相比，脉冲激光能将谐振腔内存储的能量在极短的时间内释放输出，使输出激光的峰值功率比连续激光提高了几个数量级，更能满足实际应用的要求。特别是光纤激光器的迅速发展，最近极大地推动了脉冲光纤激光器的发展，具有一定重复频率、高能量的脉冲光纤激光器已经成为当前人们的研究热点之一。锁模技术是一种获得脉冲激光器的常用技术，通过对激光进行特殊的调制，强迫激光器中振荡腔的各个纵模的相位锁定，使各模式相干叠加以得到超短脉冲的技术。激光器的锁模是获得更短(皮秒或飞秒量级)脉冲的最有效和优选的技术之一目前的锁模技术主要分为主动锁模、被动锁模和混合锁模三类。主动锁模时通过外界信号来周期性调制谐振腔参量，实现各个腔体纵模之间相位锁定的一种锁模技术。主动锁模激光器主要是指在激光腔内插入主动的调制器件或外界有脉冲注入，利用这些主动因素对激光腔内光波进行调制来实现锁模。主动锁模又可分为以下三类：基于调制器的锁模技术、有理数谐波锁模技术、注入型主动锁模技术。其中基于调制器锁模技术的特点是从腔外加入射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用模间拍频进行激光锁模的新技术，其特征在于包括如下步骤：(1)选择合适的泵浦源激光器、稀土掺杂增益介质及谐振腔构建稀土掺杂激光器：根据想要实现的激光波长，选择对应该稀土掺杂增益介质中稀土离子最佳吸收波长的泵浦源激光器，根据需要实现的激光波长，选择反射波长匹配的反射镜器件构建谐振腔；(2)在泵浦源激光器的光源注入所述稀土掺杂增益介质，通过稀土离子的增益获得受激辐射波长处的激光，并在激光腔内振荡，形成连续激光；(3)当泵浦源激光器工作在多纵模状态时，从射频输出频谱中观察到由模间拍频引起的泵浦源激光器泵浦功率的周期性微弱波动；(4)通过稀土离子的光学增益，将泵浦源激光器因模间拍频引起的泵浦功率...

【技术特征摘要】
1.一种利用模间拍频进行激光锁模的新技术，其特征在于包括如下步骤：(1)选择合适的泵浦源激光器、稀土掺杂增益介质及谐振腔构建稀土掺杂激光器：根据想要实现的激光波长，选择对应该稀土掺杂增益介质中稀土离子最佳吸收波长的泵浦源激光器，根据需要实现的激光波长，选择反射波长匹配的反射镜器件构建谐振腔；(2)在泵浦源激光器的光源注入所述稀土掺杂增益介质，通过稀土离子的增益获得受激辐射波长处的激光，并在激光腔内振荡，形成连续激光；(3)当泵浦源激光器工作在多纵模状态时，从射频输出频谱中观察到由模间拍频引起的泵浦源激光器泵浦功率的周期性微弱波动；(4)通过稀土离子的光学增益，将泵浦源激光器因模间拍频引起的泵浦功率波动传递给谐振腔内的激光，使得掺稀土激光器产生的激光功率在模间拍频频率处产生同步周期性功率波动；(5)选择泵浦源激光器拍频信号较为强烈的纵模拍频频率作为拍频匹配频率fi，满足下面的腔频匹配条件：fi＝N*Δfs和Δfs＝c/2nl其中Δfs是谐振腔纵模间隔频率，c是光速，n是折射率，l是要构建的谐振腔腔长，N为正整数；(6)调整谐振腔腔长l来调谐Δfs，使之精确匹配所述拍频匹配频率fi，满足上式腔频匹配条件，在N次谐波处建立稳定锁模状态。2.根据权利要求1所述的一种利用模间拍频进行激光锁模的新技术，其特征在于：所述谐振腔为线性腔、折叠腔和环形腔中的一种。3.如权利要求2所述的一种利用模间拍频进行激光锁模的新技术，其特征在于：所述增益介质为稀土离子掺杂的光纤、晶体或陶瓷。4.如权利要求3所述的一种利用模间拍频进行激光锁模的新技术，其特征在于：所述光纤的基质为石英、硅酸盐、磷酸盐、碲酸盐、氟化物、硫化物中的一种；所述光纤的纤芯/包层结构为单包层或多包层结构；所述晶体的基质为钇铝石榴石(YAG)、钇锂氟化物(YLF)、钒酸钇晶体(YVO4)、钆镓石榴石(GGG)中的一种；所述稀土离子的元素包括钕、镱、镨、铋、铒、铥、钬中的一种或多种。5.如权利要求2所述的一种利用模间拍频进行激光锁模的新技术，其特征在于：所述谐振腔为线形谐振腔，其依次由高反射输入镜(3)、稀土掺杂增益介...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗正钱，杨润华，李维炜，杜团结，蔡志平，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35