一种1μm波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种1μm波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器，该光纤激光器为全光纤结构，其结构包括波分复用器(2)、单模光纤耦合输出的半导体泵浦激光器(2)、光纤耦合器(3)、光纤跳线输出(4)、光纤环形器(5)、保偏光纤光栅(6)、保偏光纤(7)、光纤偏振控制器(8)、掺镱光纤(9)构成的光纤环形谐振腔。本发明专利技术采用全光纤形式的光纤器件，整体系统结构简单，激光器能够在1μm波长位置处同时实现两个不同波长的光畴壁脉冲输出，其典型特点为一个波长输出光脉冲序列与另一个波长的光畴壁脉冲具有不同的强度变化规律，可以实现双波长的高速光切换功能。换功能。换功能。

【技术实现步骤摘要】
一种1
μ
m波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器


[0001]本专利技术涉及激光器
，具体涉及一种1μm波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器。

技术介绍

[0002]在经典的非线性薛定谔理论中，光纤的色散、非线性(克尔效应)对于光脉冲的形成、传输及演化起着决定性的影响，该作用机理可以产生复杂并有重要应用的光学脉冲，最典型的即为亮孤子及暗孤子脉冲。与此同时，在系统中还存在另外一种机制来决定脉冲的动力学行为，即增益竞争，该机制跟非线性薛定谔方程中所描述的色散、非线性效应是相互独立的，两者是互不干扰但又能共同存在。由于增益竞争在激光运转过程中的普适性，且与色散是独立无关的。在典型的一个光纤谐振腔内，如果所有的光纤及光纤器件均无明显的饱和吸收作用，在高泵浦条件下也很难以演化进入锁模状态，在适当条件下会形成光畴壁的矩形脉冲。光畴壁脉冲是借鉴磁学中的磁畴的概念，在指在一定的时间区域范围内光波具有相同的动力学特性性质，而在另一个时间区域内光波具有不同的动力学特性。无论是正或负色散环境，在适当的实验条件下，增益竞争作用机制能够使激光器产生明暗脉冲序列，该类型的脉冲统称为光畴壁型脉冲，
[0003]从物理机理上理解，相变的存在导致光畴的产生，不同区域光畴的接触产生光畴壁。Haelterman和Sheppard首次在理论上预测了光纤激光器光畴壁脉冲孤子的存在，随后于实验中观测到偏振矢量光畴壁、双波长光畴壁脉冲具在丰富的动力学现象，在光纤传感、光纤设备测试、超快光学、光通信等领域极具应用潜力。超高速光开关作为一种基础的光学器件，广泛应用于光纤通信系统、光学测量仪器以及光纤传感器等领域。根据工作原理,光开关分为机械式与非机械式。机械式光开关以光纤或光学元件的移动来改变光路,可分为移动光纤型、移动准直器型、移动反光镜型和移动棱镜型等；非机械式光开关则没有机械移动部分,主要利用介质的电光效应、热光效应、磁光效应、声光效应及极化旋转来改变介质的折射率或其它性质,使光路发生改变。而基于光畴壁新型超快光开关是基于光场间的增益竞争作用机理产生的，属于光与光间的相互作用，无需额外复杂的光学和机械结构，同时，作为光开关，其产生的信号脉冲接近矩形强度分布，具有极快的上升及下降沿。基于光畴壁型矩形光脉冲具有极快的上升/下降边沿，一般为十至百皮秒量级，因此在高速光开关及激光驱动应用方面具有重要的应用价值。
[0004]在双波长光畴壁激光器中，在激光器形成过程中由于两个不同的波长在光纤激光器循环振荡时，由于两种不同特性的光的增益竞争或者切换，会有时域上出现两种不同的光交替出现脉冲，且表现出很好的互补每一个波长具备不同的时域动力学特征，因此利用波分复用器件将不同波长的激光分量用于不同的光开关和应用需求，且两个脉冲序列出自同一个激光器谐振腔，天生具有最佳的同步性和互补性。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]本专利技术公开一种1μm波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器，结构简单可靠、工作性能优越，可以实现两个波长高速的光切换功能。
[0007](二)采用的技术方案
[0008]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案予以实现：一种1μm波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器，所述光纤激光器其结构包括波分复用器(2)、单模光纤耦合输出的半导体泵浦激光器(2)、光纤耦合器(3)、光纤跳线输出(4)、光纤环形器(5)、保偏光纤光栅(6)、保偏光纤(7)、光纤偏振控制器(8)、掺镱光纤(9)构成的光纤环形谐振腔，所有的单模光纤器件和光纤通过标准单模光纤熔接处理后连接成光纤环形腔；
[0009]作为本方案的进一步优化，通过调节光纤激光器腔内的双折射效应，实现腔内不同波长位置具有不同的增益大小，同时使两个波长产生明显的交叉耦合作用，调节产生的光畴壁脉冲的效应；
[0010]作为本方案的进一步优化，激光器内选用光纤偏振控制器，可以光纤在线式挤压偏振控制器、桨式偏振控制器、电动偏振控制器；
[0011]作为本方案的进一步优化，所述波分复用器选用拉锥式耦合波分复用器，工作波长为976/1030nm；
[0012]作为本方案的进一步优化，激光器内选用保偏光纤光栅为波长控制和选择元件，利用快轴和慢轴方面其波长存在两个波长差异，实现双波长的光畴壁脉冲输出。
[0013](三)有益效果
[0014]本专利技术公开一种1μm波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器，具有以下有益效果：
[0015]本专利技术采用全光纤成熟的光纤器件，系统结构简单，激光器能够同时实现两个不同波长的脉冲输出，激光一个波长激光输出时，另一个波长的激光分量强度为零，呈现交替出现的方式，结构简单可靠、工作性能优越，可以实现高速的光切换功能。
附图说明
[0016]以下结合附图进一步说明本专利技术：
[0017]图1典型的光畴壁脉冲输出的脉冲波形图；
[0018]图2双波长光畴壁脉冲光纤激光器结构图；
具体实施方式
[0019]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0020]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0021]实施案例
[0022]图1双波长光畴壁脉冲输出的脉冲波形图，“*”代表一个波长的光畴壁脉冲序列，
“‑”
代表另外一个波长的光畴壁脉冲序列。在x轴相同时间坐标值时，两个波长具有不同的
动力学特性，且强弱互补，当一个波长强度强的时候，另一个波长强度较弱。图2为双波长光畴壁脉冲光纤激光器结构图；一种1μm波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器，其结构包括波分复用器(2)、单模光纤耦合输出的半导体泵浦激光器(2)、光纤耦合器(3)、光纤跳线输出(4)、光纤环形器(5)、保偏光纤光栅(6)、保偏光纤(7)、光纤偏振控制器(8)、掺镱光纤(9)构成的光纤环形谐振腔。单模光纤耦合输出的半导体泵浦激光器(2)与波分复用器(1)的泵浦端口连接，波分复用器(1)的公共端口依次连接镱增益光纤(9)、光纤偏振控制器(8)、保偏光纤(7)、光纤环形器(5)、保偏光纤光栅(6)、光纤耦合器(3)的90％的端口、波分复用器的信号端口；激光全部采用标准的单模光纤化器件，器件之间全部使用单模光纤连接。在激光器形成过程中两个不同的波长在增益光纤中增益放大过程，相互竞争同时又相互耦合，通过控制光纤谐振腔内的双折射效应和滤波器效应，可以在时域上出现两种不同的光交替出现脉冲，且表现出很好的互补性和极快的光开关性能。
[0023]所述的一种1μm波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器，其特征在于：所述的泵浦源为单模光纤耦合的半导体激光器，其中心波长位于976nm；
[0024]所述的一种1μm波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器，其特征在于：所述的波分复用器的工作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1μm波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器，其特征在于：所述光纤激光器包括单模光纤耦合输出的半导体泵浦激光器、波分复用器、掺镱增益光纤、光纤偏振控制器、保偏光纤光栅、光纤滤波器、光纤耦合器、光纤环形器，光纤耦合器，所有的单模光纤器件和光纤通过标准单模光纤熔接处理后连接成光纤环形腔。2.根据权利要求1所述的一种1μm波段双波长光畴壁脉冲光纤激光器，其特征在于：通过调节光纤激光器腔内的双折射效应，实现腔内不同波长位置具有不同的增益大小，同时使两个波长产生明显的交叉耦合作用，调节产生的光畴壁脉冲的效应。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛岗，
申请(专利权)人：江苏锐通激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：