基于乙二醇的可饱和吸收体与制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种基于乙二醇的可饱和吸收体与制备方法及其应用。基于乙二醇的可饱和吸收体器件包括光纤跳线头一、光纤跳线头二、陶瓷插芯、固定套管以及放置在陶瓷插芯内的乙二醇溶液，所述陶瓷插芯固定于光纤跳线头一与光纤跳线头二之间，所述陶瓷插芯内沿着水平轴向至少有300

【技术实现步骤摘要】
基于乙二醇的可饱和吸收体与制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及超快脉冲激光领域，具体涉及一种基于乙二醇的可饱和吸收体器件及基于乙二醇的可饱和吸收体的制备方法，本专利技术还涉及一种基于乙二醇的可饱和吸收体锁模的脉冲激光器。

技术介绍

[0002]超短脉冲锁模激光器，由于具有输出脉宽窄、能量高、稳定性高、体积小、易于集成等众多优点，在超快光谱学、生物医学成像处理、化学反应与分子探测、光通信以及材料加工等众多领域得以广泛应用。常用的获得脉冲激光光源的锁模技术是利用可饱和吸收体的被动锁模。
[0003]目前已采用的可饱和吸收体主要包括半导体可饱和吸收镜（SESAMs）、碳纳米管（CNTs）、石墨烯、二维拓扑绝缘体材料（TIs）以及过渡金属硫族化合物（TMDs）等。但这些可饱和吸收体都有各自的不足之处，SESAMs作为一种成熟的商用可饱和吸收体，其生产工艺复杂、制作成本昂贵，且由于半导体内固有光子能量带隙的限制，它的工作波段较窄，通常只有数十纳米；碳纳米管的直径会直接影响超短脉冲的产生；石墨烯具有较宽的工作波段，并且其响应时间只有几百飞秒，非常适用于超短脉冲的产生，但单层石墨烯的调制深度一般仅为1%左右，较低的调制深度会限制输出激光脉冲的能量和脉冲宽度；对于可用作可饱和吸收体的二维拓扑绝缘体材料（TIs和TMDs），例如近年来发现的Bi2Te3、MoS2及Sb2Te3等材料，通常情况下是采用化学气相沉积法进行相应的可饱和吸收体薄膜的制备，制作过程十分复杂。
[0004]因此，亟需寻找一种具有优异的光学吸收特性、制备方法简单且具有高稳定性的可饱和吸收体，以满足被动锁模激光器的使用需求。

技术实现思路

[0005]为了解决现有可饱和吸收体中制作工艺复杂、调制能力弱、不稳定等缺点，本专利技术提供了一种基于乙二醇的可饱和吸收体及其制备方法。所述的基于乙二醇的可饱和吸收体具有良好的非线性吸收特性、抗损伤阈值高、性能稳定，所述的基于乙二醇的可饱和吸收体的锁模激光器输出脉冲质量较好，可以长时间稳定工作。
[0006]本专利技术第一方面提供了一种基于乙二醇的可饱和吸收体，所述的基于乙二醇的可饱和吸收体，包括光纤跳线头一、光纤跳线头二、陶瓷插芯、固定套管以及放置在陶瓷插芯内的乙二醇液体。
[0007]所述光纤跳线头一通过陶瓷插芯与光纤跳线头二相连接。
[0008]所述的乙二醇液体为纯度为99%的乙二醇标准溶液。
[0009]优选的，所述陶瓷插芯内的乙二醇液体层的水平轴向厚度为300
µ
m~800
µ
m。
[0010]本专利技术第一方面提供的乙二醇溶液对1.55
µ
m波段光波能产生较大的吸收，乙二醇液体也比大多数常规可饱和吸收体材料要便宜得多，且易于获得，并且得到的可饱和吸收
体稳定性较好，可以长时间用于被动锁模。
[0011]本专利技术第二方面提供了一种基于乙二醇溶液的可饱和吸收体的制备方法，所述制备方法通过改变所述陶瓷插芯内所填充的乙二醇液体层的厚度，即可得到满足不同调制深度需求的乙二醇可饱和吸收体，制作方法简单易操作，整体制备成本也很低。
[0012]本专利技术第三方面提供了一种被动锁模脉冲激光器，包括如上述第一方面所述的基于乙二醇的可饱和吸收体。
[0013]优选的，所述被动锁模脉冲激光器为全光纤激光器或全固态激光器。
[0014]优选的，所述全光纤激光器包括沿光传播方向顺序设置的泵浦源、波分复用器、增益光纤、偏振无关隔离器、偏振控制器、所述可饱和吸收体和光纤耦合器;所述全固态激光器包括沿光传播方向顺序设置的泵浦源、输入镜、聚焦透镜、增益光纤、所述可饱和吸收体和输出镜。
[0015]本专利技术第三方面提供的被动锁模脉冲激光器，稳定性好，工作在l.55
µ
m波段，符合市场上大多数通信、传感波长需求并能长时间稳定工作。
[0016]综上，本专利技术有益效果包括以下几个方面:本专利技术提供的所述基于乙二醇的可饱和吸收体稳定性较好，故可得到稳定性较好的被动锁模脉冲。
[0017]本专利技术提供的乙二醇可饱和吸收体的制备方法，所述制备方法通过改变所述陶瓷插芯内所填充的乙二醇液体层的水平轴向厚度，即可得到满足不同调制深度需求的乙二醇可饱和吸收体，制作方法简单易操作。
[0018]本专利技术提供的被动锁模脉冲激光器，稳定性较好，可应用于通信系统、传感系统常见的l.55
µ
m波段，符合市场上大多数光通信、光传感领域的波长需求。
附图说明
[0019]图1为本专利技术所述的基于乙二醇的可饱和吸收体的结构示意图;图2为本专利技术一实施方式提供的全光纤激光器的结构示意图;图3为本专利技术另一实施方式提供的全固态激光器的结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合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。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰。在没有做出创造性劳动的前提下，所做出的改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。
[0021]本专利技术实施方式第一方面提供了一种基于乙二醇溶液的可饱和吸收体。
[0022]图1为本专利技术实施方式提供的可饱和吸收体的结构示意图。所述基于乙二醇溶液的可饱和吸收体包括光纤跳线头（1）、光纤跳线头（2）、陶瓷插芯（3）、固定套管（4）以及放置在陶瓷插芯内的乙二醇液体（5）。其中，乙二醇溶液层（5）放置在陶瓷插芯（3）中并位于光纤跳线连接头（1）和光纤跳线连接头（2）之间，形成光纤跳线连接头端面——乙二醇溶液层——光纤跳线连接头端面的三明治结构，最终形成可饱和吸收体结构，固定套管（4）用于对此可饱和吸收体结构的固定。
[0023]在本专利技术实施方式中，所述的乙二醇液体为纯度为99%的乙二醇标准溶液。
[0024]在本专利技术实施方式中，所述光纤跳线头内的光纤为普通单模光纤，所述乙二醇溶液覆盖在所述单模光纤端面的表面。其中单模光纤端面的直径为业界常规选择，在此不做特殊限定。
[0025]在本专利技术实施方式中，所述乙二醇溶液层的水平轴向厚度至少为300
µ
m。乙二醇液体具有优异的非线性吸收光学性质，对光的吸收强，响应时间快，稳定性高，尤其是制造成本低廉，非常适合作为可饱和吸收体器件，应用于超快激光领域中。
[0026]可选地，所述乙二醇溶液在所述单模光纤的表面沿光传播方向上的包覆长度为300
‑
800
µ
m。进一步可选地，包覆长度为450
µ
m。
[0027]本专利技术第一方面提供了一种基于乙二醇液体的可饱和吸收体，其具有优异的光吸收效率、抗损伤阈值高，稳定性好，不易氧化，使用寿命长，可以长时间用于被动锁模，使激光器产生高能量、高稳定的超短脉冲。
[0028]本专利技术所述的基于乙二醇液体的可饱和吸收体制作工艺简单，易于批量化生产；使用范围广泛，可用于固体激光器与光纤激光器的调Q本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于乙二醇的可饱和吸收体，其特征在于，包括光纤跳线头（1）、光纤跳线头（2）、陶瓷插芯（3）、固定套管（4）以及放置在陶瓷插芯内的乙二醇液体（5），所述光纤跳线头（1）通过陶瓷插芯（3）与光纤跳线头（2）相连接，所述陶瓷插芯（3）内沿着水平轴向至少有300
µ
m的乙二醇液体层，所述套管（4）用于固定封装含有乙二醇液体的陶瓷插芯。2.根据权利要求1所述的基于乙二醇的可饱和吸收体，其特征在于，所述可饱和吸收体器件内用于锁模的材料为乙二醇液体，化学式为C2H6O2。3.根据权利要求1所述的基于乙二醇的可饱和吸收体，其特征在于，所述的乙二醇液体为纯度为99%的乙二醇标准溶液。4.所述乙二醇溶液对1.5
µ
m波段光波具有较强的吸收，透过率达83%。5.根据权利要求1
‑
3之任一项所述的基于乙二醇的可饱和吸收体，其特征在于，所述乙二醇液体层水平轴向的厚度在300
µ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文艳，刘楠楠，耿利杰，郝蕴琦，李森，杨鹏，张志峰，杨坤，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：