一种能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器。所述激光器包括了波分复用器、1

【技术实现步骤摘要】
一种能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器


[0001]本技术涉及超快激光领域，具体涉及一种能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器。

技术介绍

[0002]锁模激光器因为其输出脉冲各纵模间具有锁定的相位关系，在光频标定、超快测量等方向有先天优势，一直是研究的热点之一。以掺铥锁模光纤激光器为例，由于铥离子在1.8
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2.1
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m的宽带增益覆盖了大量大气分子的“指纹区”，掺铥锁模光纤激光器被应用于高敏感度气体检测。此外，高基频重复率的锁模光纤激光器产生的飞秒超短脉冲，在光纤通讯、材料加工、医学治疗等方面，也有着广泛的应用。
[0003]根据锁模的方式不同，锁模激光器可粗略分为主动锁模激光器和被动锁模激光器。主动锁模激光器是通过外加主动调制的设备（如声光调制器）保持相位关系的锁定；被动锁模激光器则是利用了可饱和吸收效应，通过在激光腔内加入可饱和吸收体或等效可饱和吸收体，让光在激光腔内振荡的过程中自发地形成相位锁定。与成本高、激光器结构复杂的主动锁模激光器不同，被动锁模激光器不需要外加调制，可以实现简单紧凑的结构，更容易实现高重复率的脉冲输出。
[0004]本技术在原有的被动8字腔锁模激光器的基础上，基于高浓度掺杂发光离子光纤，提出了一种能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器。该副腔由一个弱调制的F
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P腔构成。在弱调制的作用下，锁模脉冲受到控制，在时域上呈现出独特的梳状。梳齿间的间隔恒定，适当减小F
‑
P腔的长度，可以让重复频率轻松达到GHz量级，在高重复率领域及脉冲理论研究方面，有着广阔的应用前景。

技术实现思路

[0005]本技术的目的之一在于提出了一种能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器。该副腔由一个弱调制的F
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P腔构成。在弱调制F
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P腔的作用下，锁模脉冲受到控制，呈现出独特的使其输出脉冲在时域上呈现出独特的梳状。
[0006]本技术的目的之二在于提出了一种构建能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器的设计思路和设计方案。
[0007]本技术的目的之三在于提供上述含有弱调制副腔的线性腔锁模光纤激光器的应用。
[0008]本技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0009]一种能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器，包括波分复用器（WDM）、1
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2耦合器、2
×
2耦合器、第一偏振控制器（PC）、第二偏振控制器（PC）、隔离器和增益光纤；
[0010]波分复用器（WDM）两端分别连接2
×
2耦合器一端的两个接口；隔离器和1
×
2耦合器顺次连接在2
×
2耦合器的另一端；增益光纤接入波分复用器（WDM）2
×
2耦合器之间或隔离器和2
×
2耦合器之间；增益光纤接入光路中时构成弱调制F
‑
P腔；第一偏振控制器（PC）和
第二偏振控制器（PC）分别夹持在2
×
2耦合器两端的任意位置；增益光纤接入光路中时构成弱调制F
‑
P腔，弱调制F
‑
P腔的调制效应让锁模脉冲在时域上呈现出独特的梳状，达到了输出脉冲重复频率加倍的效果，脉冲泵浦光从波分复用器（WDM）的泵浦端输入，脉冲信号光从1
×
2耦合器的输出端输出，实现能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器。
[0011]进一步地，当增益光纤接入波分复用器（WDM）和2
×
2耦合器之间时，波分复用器（WDM）、增益光纤和2
×
2耦合器的一端形成非线性放大环形镜，而隔离器、1
×
2耦合器和2
×
2耦合器另一端形成非线性环镜。
[0012]进一步地，当增益光纤接入隔离器和2
×
2耦合器之间时，波分复用器（WDM）和2
×
2耦合器的一端形成非线性环形镜，而增益光纤、隔离器、1
×
2耦合器和2
×
2耦合器的另一端形成反射镜。
[0013]进一步地，所述增益光纤两端进行镜面抛光处理后，镀上对信号光有弱反射的二色膜，采用胶水粘接或套管连接的方式接入光路中，由于二色膜对信号光有弱反射，增益光纤在腔内构成了一个F
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P副腔，F
‑
P副腔为弱调制F
‑
P腔；弱调制F
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P腔两端对信号光的反射率小于30%；所述锁模脉冲的基频重复率大于50 MHz，经弱调制F
‑
P腔加倍后输出端梳状脉冲梳齿的重复频率大于500 MHz。
[0014]进一步地，连接好所有部件之后，需要调节增益光纤的位置直到锁模谐振腔内损耗最小；增益光纤放置在玻璃管或陶瓷管中；在确定增益光纤的位置后，使用胶水粘接或套管连接的方式，将玻璃管或陶瓷管的连接处固定。
[0015]进一步地，所述增益光纤为高浓度掺杂发光离子光纤，其发光离子为镧系离子、过渡金属离子中一种或多种的组合体，增益光纤的单位长度增益大于0.5 dB/cm。
[0016]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0017]本技术提出了一种能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器。与普通的线性腔锁模激光器不同，本技术使用了镀弱反射二色膜的高掺杂特殊增益光纤，构成了弱调制F
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P腔，具有独特的输出特性。
[0018]本技术使用被动锁模，与现有的主动锁模激光器相比，激光器结构简单，短小精悍，容易实现重复频率高于100 MHz的脉冲输出，在高重复率领域有着广泛的应用。
[0019]本技术可采用等离子溅射镀膜等形式，将二色镜镀膜在光纤端面，结合套管粘接等技术，可实现激光器的全光纤化，具有较高的环境稳定性，受外界干扰较小。
[0020]本技术整体结构小巧轻便，封装后方便携带，具有广泛的应用前景。
附图说明
[0021]图1为本技术实施例1的能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器结构图；
[0022]图2为本技术实施例2的8字腔主副腔结构锁模激光器结构图；
[0023]图3为本技术测试例1的输出脉冲序列模拟结果图；
[0024]图4为本技术测试例1的单个脉冲模拟结果图；
[0025]图5为本技术测试例1的射频谱模拟结果图；
[0026]图6为本技术测试例1的光谱模拟结果图；
[0027]图7为本技术测试例2的输出脉冲序列模拟结果图；
[0028]图8为本技术测试例2的单个脉冲模拟结果图；
[0029]图9为本技术测试例2的射频谱模拟结果图；
[0030]图10为本技术测试例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器，其特征在于，包括波分复用器(1)、1
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2耦合器(5)、2
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2耦合器(4)、第一偏振控制器(2
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1)、第二偏振控制器(2
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2)、隔离器(6)和增益光纤(7)；波分复用器(1)两端分别连接2
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2耦合器(4)一端的两个接口；隔离器(6)和1
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2耦合器(5)顺次连接在2
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2耦合器(4)的另一端；增益光纤(7)接入波分复用器(1)2
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2耦合器(4)之间或隔离器(6)和2
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2耦合器(4)之间；增益光纤(7)接入光路中时构成弱调制F
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P腔；第一偏振控制器(2
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1)和第二偏振控制器(2
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2)分别夹持在2
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2耦合器(4)两端的任意位置；增益光纤(7)接入光路中时构成弱调制F
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P腔，弱调制F
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P腔的调制效应让锁模脉冲在时域上呈现出独特的梳状，达到了输出脉冲重复频率加倍的效果，脉冲泵浦光从波分复用器(1)的泵浦端输入，脉冲信号光从1
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2耦合器(5)的输出端输出，实现能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器。2.根据权利要求1所述的一种能提高飞秒脉冲重复率的8字型主副腔结构激光器，其特征在于，当增益光纤(7)接入波分复用器(1)和2
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2耦合器(4)之间时，波分复用器(1)、增益光...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨中民，乔田，韦小明，林巍，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：