基于交叉相位调制锁模技术的超短脉冲光纤激光器制造技术

本发明专利技术提供一种光纤激光器，属于激光技术领域，是通过一种注入光脉冲产生交叉相位调制的锁模脉冲光纤激光器。此技术克服了基于谐振腔内引入调制器或可饱和吸收体的传统主动或被动锁模技术在中红外波段的诸多限制，有利于其在某些领域的应用。本锁模技术可基于环形腔或线形腔结构，应用且不限于实现各个波段的超短脉冲光纤激光器，也可实现任意的脉冲状态如孤子脉冲，耗散孤子脉冲等。且由于交叉相位调制效应特有的牵引作用，通过简单改变注入脉冲的重频可以实现信号光脉冲中心波长可调，无需添加额外的可调滤波器等。结合注入脉冲和信号脉冲，可组成一套自同步的双色脉冲光纤激光器，大大扩展了该锁模方式的实际应用。大大扩展了该锁模方式的实际应用。大大扩展了该锁模方式的实际应用。

【技术实现步骤摘要】
基于交叉相位调制锁模技术的超短脉冲光纤激光器


[0001]本专利技术涉及光纤激光
，尤其涉及一种基于交叉相位调制锁模技术的超短脉冲光纤激光器。

技术介绍

[0002]脉冲光纤激光器有着峰值功率高、热效应小、结构简单紧凑等优势。脉冲光纤激光器的实现手段主要有调Q、增益开关、主动锁模和被动锁模技术。调Q和增益开关技术分别是对激光器的损耗和增益进行调制，产生的脉冲其脉冲宽度为微秒
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纳秒量级。但由于受限于上能级粒子寿命，脉冲宽度受限，无法显著提高脉冲的峰值功率。锁模技术主要是通过引入调制频率与腔长匹配的主动调制器或可饱和吸收体对谐振腔内激光强度和损耗等参数进行周期性调制，由于调制频率与谐振腔基频同步，产生固定重频的纳秒
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皮秒
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飞秒锁模脉冲，从而实现高达瓦级
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千瓦级的峰值功率。
[0003]但是常见的锁模技术仍存在一些不足，如真实可饱和吸收体损伤阈值低、人工可饱和吸收体环境稳定性弱且无法自启动、插入调制器在腔内损耗大，无法实现全光纤化等，这大大限制了脉冲光纤激光器的实际应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种基于交叉相位调制锁模技术的超短脉冲光纤激光器，采用了新的锁模脉冲产生机制，利用光脉冲注入腔内产生交叉相位调制，实现的超短脉冲光纤激光器，避免了在谐振腔内引入主动调制器件或可饱和吸收体等传统锁模技术的诸多限制。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于交叉相位调制锁模技术的超短脉冲光纤激光器，包括：泵浦源、重频可调的注入脉冲源以及谐振腔，所述谐振腔为环形腔结构或线形腔结构；所述线形腔结构的谐振腔包括：第一波分复用器、第一光纤、第二波分复用器、第二光纤、第三波分复用器、光纤反射镜、第四波分复用器和高反光纤光栅；所述泵浦源和所述第一波分复用器连接，所述第一波分复用器和第一光纤连接，所述第一光纤、所述注入脉冲源和第二波分复用器连接，所述第二波分复用器和所述第二光纤连接，所述第二光纤和所述第三波分复用器连接，所述第三波分复用器和所述光纤反射镜、所述第四波分复用器连接，所述第四波分复用器和所述高反光纤光栅连接；所述第二波分复用器用于引入所述注入脉冲源的脉冲，所述第三波分复用器用于滤除所述脉冲；所述环形腔结构的谐振腔包括：包括：第一波分复用器、有源增益光纤、光纤隔离器、第二波分复用器、第三波分复用器、第四波分复用器、和光纤耦合器；所述泵浦源和所述第一波分复用器连接，所述第一波分复用器和所述有源增益光纤连接，所述有源增益光纤和所述光纤隔离器连接，所述光纤隔离器、所述注入脉冲源和所述第三波分复用器连接，所述第三波分复用器和所述第四波分复用器、所述光纤耦合器连接，所述光纤耦合器、所述光纤耦合器和所述第二波分复用器连接；所述第二波分复用器用于引入所述注入脉冲源的脉冲，所述第三波分复用器用于滤除所述
脉冲。
[0006]进一步地，所述注入脉冲源为重频可调的脉冲激光器，包括：依次连接的激光器、一级锁模光纤振荡器和两级光纤放大器。
[0007]进一步地，所述激光器为基于增益开关的皮秒半导体激光器，或基于直接电调制的纳秒半导体激光器，或基于主动调制的重频可调主动锁模光纤激光器，或基于光学延迟线的重频可调被动锁模光纤激光器。
[0008]进一步地，所述线形腔内的第一波分复用器、第一光纤、第二波分复用器、第二光纤、第三波分复用器、光纤反射镜、第四波分复用器和高反光纤光栅构成线形腔结构；所述环形腔内的第一波分复用器、有源增益光纤、光纤隔离器、第二波分复用器、第三波分复用器、第四波分复用器、和光纤耦合器构成环形腔结构。
[0009]进一步地，所述第一光纤为有源增益光纤，所述第二光纤为无源光纤。
[0010]进一步地，所述增益光纤为掺镱、铒、铥或钬的石英光纤或氟化物光纤。
[0011]进一步地，所述超短脉冲光纤激光器还包括：色散补偿光纤，所述色散补偿光纤与所述环形腔结构的谐振腔内的有源增益光纤连接。
[0012]本专利技术提供一种基于交叉相位调制锁模技术的超短脉冲光纤激光器，有益效果在于：克服了基于谐振腔内引入调制器或可饱和吸收体的传统主动或被动锁模技术在中红外波段的诸多限制，有利于其在某些领域的应用；本锁模技术可基于环形腔或线形腔结构，应用且不限于实现各个波段的超短脉冲光纤激光器，也可实现任意的脉冲状态如孤子脉冲，耗散孤子脉冲等；且由于交叉相位调制效应特有的牵引作用，通过简单改变注入脉冲的重频可以实现信号光脉冲中心波长可调，无需添加额外的可调滤波器等；结合注入脉冲和信号脉冲，可组成一套自同步的双色脉冲光纤激光器，大大扩展了该锁模方式的实际应用。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
[0014]图1为本专利技术实施例具有线形腔结构的基于交叉相位调制锁模技术的超短脉冲光纤激光器的结构示意图；
[0015]图2为本专利技术实施例具有环形腔结构的基于交叉相位调制锁模技术的超短脉冲光纤激光器的结构示意图。
[0016]在附图中，各附图标记表示：
[0017]图1：1、泵浦源；2、第一波分复用器；3、第一光纤；4、注入脉冲源；5、第二波分复用器；6、第二光纤；7、第三波分复用器；8、光纤反射镜；9、高反光纤光栅；10、第四波分复用器；
[0018]图2：1、泵浦源；2、第一波分复用器；3、增益光纤；4、光纤隔离器；5、注入脉冲源；6、第二波分复用器；7、第三波分复用器；8、光纤耦合器；9、第四波分复用器。
具体实施方式
[0019]为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做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。
[0020]交叉相位调制锁模技术主要是通过注入相同重频的不同波长的光脉冲到激光腔内的一段无源光纤中，产生交叉相位调制效应，对信号光实现相位调制从而产生锁模脉冲。这种方式有着插入损耗低、损伤阈值高、注入脉冲光波长不受限、能自启动等优势，有着很好的应用潜力。且由于交叉相位调制效应的牵引作用，注入脉冲和信号脉冲有着自同步特性，即信号脉冲的重频与注入脉冲的重频严格一致，且变化范围在1kHz量级。此外，为了实现信号光的重频跟随着注入脉冲的变化而变化，信号光会自发发生波长漂移，而不同波长对应不同的折射率，即光程不同，进而重频也会发生变化。
[0021]因此，交叉相位调制锁模技术不仅可提供波长可调的脉冲光纤激光器，结合注入脉冲源还可提供一个自同步的双色光纤激光器系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于交叉相位调制锁模技术的超短脉冲光纤激光器，其特征在于，包括：泵浦源、重频可调的注入脉冲源以及谐振腔，所述谐振腔为环形腔结构或线形腔结构；所述线形腔结构的谐振腔包括：第一波分复用器、第一光纤、第二波分复用器、第二光纤、第三波分复用器、光纤反射镜、第四波分复用器和高反光纤光栅；所述泵浦源和所述第一波分复用器连接，所述第一波分复用器和第一光纤连接，所述第一光纤、所述注入脉冲源和第二波分复用器连接，所述第二波分复用器和所述第二光纤连接，所述第二光纤和所述第三波分复用器连接，所述第三波分复用器和所述光纤反射镜、所述第四波分复用器连接，所述第四波分复用器和所述高反光纤光栅连接；所述第二波分复用器用于引入所述注入脉冲源的脉冲，所述第三波分复用器用于滤除所述脉冲；所述环形腔结构的谐振腔包括：包括：第一波分复用器、有源增益光纤、光纤隔离器、第二波分复用器、第三波分复用器、第四波分复用器、和光纤耦合器；所述泵浦源和所述第一波分复用器连接，所述第一波分复用器和所述有源增益光纤连接，所述有源增益光纤和所述光纤隔离器连接，所述光纤隔离器、所述注入脉冲源和所述第三波分复用器连接，所述第三波分复用器和所述第四波分复用器、所述光纤耦合器连接，所述光纤耦合器、所述光纤耦合器和所述第二波分复用器连接；所述第二波分复用器用于引入所述注入脉冲源的脉冲，所述第三波分复用器用于滤除所述脉冲。2.根据权利要求1所述的基于交叉相位调制锁模技术...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春雨，唐子雅，黄诗婷，阮双琛，涂利莎，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：