一种锁模激光器及锁模激光器重复频率的稳定方法技术

本申请公开了一种锁模激光器及锁模激光器重复频率的稳定方法，属于激光器技术领域。锁模激光器包括依次光学连接并构成光学环形腔的第一光纤准直器、第一四分之一波片、第一二分之一波片、光隔离器、第二四分之一波片、第二光纤准直器和光纤。其中，光学环形腔在第二四分之一波片和第二光纤准直器之间设置有用于产生负色散的光栅对，光纤的长度配置为第一预设长度，以使锁模激光器在热膨胀时波长的变化量能够补偿重复频率的变化量。本申请提供的锁模激光器，通过设置合适的光纤长度，使锁模激光器波长的变化量能够补偿重复频率的降低，提高了锁模激光器重复频率的稳定性，并且实现方式简单，无需加入额外的重复频率控制器件和控制系统。控制系统。控制系统。

【技术实现步骤摘要】
一种锁模激光器及锁模激光器重复频率的稳定方法


[0001]本申请涉及激光器
，尤其涉及一种锁模激光器及锁模激光器重复频率的稳定方法。

技术介绍

[0002]锁模激光器一般采用被动锁模，其脉冲重复频率受到腔长的影响，一般来说重复频率为等效光程除以二倍腔长(线型腔)或者光程除以腔长(环形腔)，在外界环境温度变化时，激光器因为材料受温度影响产生形变，腔长会有相应的变化，使得脉冲重复频率发生变化，即降低了重复频率的稳定性。在激光器测量领域中，例如激光雷达、光学频率梳等，重复频率的稳定性与测量精度密切相关，是关键的指标，降低外界环境温度对重复频率稳定性的影响可以有效的扩展激光器的使用环境，提高测量精度。
[0003]现有的稳定锁模激光器脉冲重复频率的方法一般是在腔内加入压电陶瓷(PZT)，通过PZT来改变腔长，从而达到控制重复频率的目的。然而这种稳定重复频率的方式，需要监控重复频率的变化，控制PZT形成反馈，需要额外加入PZT器件以及需要设计复杂的控制系统。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种锁模激光器及锁模激光器重复频率的稳定方法，以解决现有技术中控制重复频率手段较为复杂的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请提供了：
[0006]一种锁模激光器，包括第一光纤准直器、第二光纤准直器、光隔离器、第一四分之一波片、第二四分之一波片和第一二分之一波片，所述第一光纤准直器和所述第二光纤准直器通过光纤连接，所述第一光纤准直器、所述第一四分之一波片、所述第一二分之一波片、所述光隔离器、所述第二四分之一波片、所述第二光纤准直器和所述光纤依次光学连接构成光学环形腔，所述光学环形腔在所述第二四分之一波片和所述第二光纤准直器之间设置有光栅对，所述光栅对用于产生负色散；
[0007]其中，所述光纤的长度配置为第一预设长度，以使所述锁模激光器在热膨胀时波长的变化量能够补偿重复频率的变化量。
[0008]在一种可能的实施例中，所述光隔离器包括第一偏振分光器、旋光器、第二二分之一波片和第二偏振分光器，所述第一二分之一波片、所述第一偏振分光器、所述旋光器、所述第二二分之一波片和所述第二偏振分光器依次光学连接构成所述光学环形腔的一部分。
[0009]在一种可能的实施例中，所述旋光器为法拉第旋光晶体。
[0010]在一种可能的实施例中，所述第一光纤准直器和所述第二光纤准直器配置为同参数，以使所述光纤耦合。
[0011]在一种可能的实施例中，所述光栅对包括两片闪耀光栅，两片所述闪耀光栅配置
为同参数。
[0012]在一种可能的实施例中，所述光纤为有源光纤，所述有源光纤用于提供受激辐射增益介质。
[0013]在一种可能的实施例中，所述锁模激光器还包括泵浦激光器和波分复用器，所述波分复用器与所述有源光纤连接，所述泵浦激光器与所述波分复用器连接，作为泵浦源。
[0014]另外，本申请还提供了一种锁模激光器重复频率的稳定方法，包括以下步骤：
[0015]S1，基于第二预设长度的光纤，获取预设温度范围内每个预设温度下对应的锁模激光器的重复频率；
[0016]S2，根据获取的多个所述重复频率，计算在所述预设温度范围内所述重复频率的变化量；
[0017]S3，获取所述锁模激光器光学环形腔的等效光程，且根据获取的所述重复频率和所述等效光程，计算在所述预设温度范围内所述等效光程的变化量；
[0018]S4，根据所述等效光程的变化量，计算每米光纤每摄氏度所述等效光程的变化量；
[0019]S5，分别获取所述光纤的材料系数和所述预设温度范围内锁模激光器的波长的变化量；
[0020]S6，根据获取的所述光纤的材料系数和所述波长的变化量，计算每摄氏度所述折射率的变化量；
[0021]S7，根据所述每摄氏度所述折射率的变化量，计算所述光纤的第一预设长度。
[0022]在一种可能的实施例中，所述第二预设长度设置为10cm，所述预设温度范围设置为19
°
至29
°
，所述预设温度每变化2
°
获取一次所述重复频率。
[0023]在一种可能的实施例中，所述重复频率为中心重复频率，所述波长为中心波长。
[0024]本申请的有益效果：
[0025]本申请提出一种锁模激光器，包括第一光纤准直器、第二光纤准直器、光隔离器、第一四分之一波片、第二四分之一波片和第一二分之一波片。
[0026]其中，第一光纤准直器和第二光纤准直器通过光纤连接，第一光纤准直器、第一四分之一波片、第一二分之一波片、光隔离器、第二四分之一波片、第二光纤准直器和光纤依次光学连接构成光学环形腔，光学环形腔在第二四分之一波片和第二光纤准直器之间设置有用于产生负色散的光栅对，光纤的长度配置为第一预设长度，以使锁模激光器在热膨胀时波长的变化量能够补偿重复频率的变化量。
[0027]本申请提供的锁模激光器，通过设置合适的光纤长度，使锁模激光器波长的变化量能够补偿重复频率的降低，提高了锁模激光器重复频率的稳定性，并且实现方式简单，无需加入额外的重复频率控制器件和控制系统。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
[0029]图1示出了本申请一些实施例中锁模激光器的光学环形腔的连接结构示意图；
[0030]图2示出了本申请一些实施例中锁模激光器光学环形腔的光栅对空间啁啾示意图；
[0031]图3示出了本申请一些实施例中锁模激光器重复频率的稳定方法流程图；
[0032]图4示出了本申请一些实施例中锁模激光器的中心重复频率随环境温度的变化关系图；
[0033]图5示出了本申请一些实施例中锁模激光器产生的重复频率激光的光谱测试图；
[0034]图6示出了本申请一些实施例中折射率随锁模激光器的中心波长的变化关系图。
[0035]主要元件符号说明：
[0036]100
‑
锁模激光器；1
‑
第一光纤准直器；2
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第一四分之一波片；3
‑
第一二分之一波片；4
‑
光隔离器；41
‑
第一偏振分光器；42
‑
旋光器；43
‑
第二二分之一波片；44
‑
第二偏振分光器；5
‑
第二四分之一波片；6
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光栅对；61
‑
第一闪耀光栅；62
‑
第二闪耀光栅；7
‑
第二光纤准直器；8
‑
光纤；9
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锁模激光器，其特征在于，包括第一光纤准直器、第二光纤准直器、光隔离器、第一四分之一波片、第二四分之一波片和第一二分之一波片，所述第一光纤准直器和所述第二光纤准直器通过光纤连接，所述第一光纤准直器、所述第一四分之一波片、所述第一二分之一波片、所述光隔离器、所述第二四分之一波片、所述第二光纤准直器和所述光纤依次光学连接构成光学环形腔，所述光学环形腔在所述第二四分之一波片和所述第二光纤准直器之间设置有光栅对，所述光栅对用于产生负色散；其中，所述光纤的长度配置为第一预设长度，以使所述锁模激光器在热膨胀时波长的变化量能够补偿重复频率的变化量。2.根据权利要求1所述的锁模激光器，其特征在于，所述光隔离器包括第一偏振分光器、旋光器、第二二分之一波片和第二偏振分光器，所述第一二分之一波片、所述第一偏振分光器、所述旋光器、所述第二二分之一波片和所述第二偏振分光器依次光学连接构成所述光学环形腔的一部分。3.根据权利要求2所述的锁模激光器，其特征在于，所述旋光器为法拉第旋光晶体。4.根据权利要求1所述的锁模激光器，其特征在于，所述第一光纤准直器和所述第二光纤准直器配置为同参数，以使所述光纤耦合。5.根据权利要求1所述的锁模激光器，其特征在于，所述光栅对包括两片闪耀光栅，两片所述闪耀光栅配置为同参数。6.根据权利要求1所述的锁模激光器，其特征在于，所述光纤为有源光纤，所述有源光纤用于提供受激辐射增益介质。7.根据权利要求6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊钊颀，张楠，朱江杰，黄少茹，陈乐，
申请(专利权)人：深圳市杰普特光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：