一种可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器制造技术

本发明专利技术涉及一种可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器，它由半导体激光泵浦(LD pump 793nm)、波分复用器(WDM)、隔离器一(ISO1)、掺铥离子的增益光纤(TDF)、单模光纤(SMF)、偏振控制器(PC)、碳纳米管可饱和吸收体(CNT

【技术实现步骤摘要】
一种可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器


[0001]本专利技术涉及一种光纤激光器，具体涉及一种可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器。

技术介绍

[0002]自1960年第一台稀土粒子掺杂光纤激光器问世以来，这种结构紧凑、光束质量好、高效率、波长可调谐的光纤激光器，就得到了人们的青睐。锁模光纤激光器能够产生高能量、超短光脉冲，广泛应用于超快光学、光纤传感、军事以及光通信领域，具有很重要的科学价值。近年来，科学家们相继实现了基于不同锁模方式的，工作波长在l200nm
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1600nm的锁模光纤激光器，这些激光器在不同的工作状态下，主要用于光纤通信中。这种激光器能实现不同类型的孤子锁模脉冲输出，包括传统的NLSE孤子、自相似孤子、耗散孤子、色散管理孤子。现在，工作在1550nm波段的锁模光纤激光器的实现技术，相对来说，已经比较成熟了，光通信系统中已经大量应用了。但是，另外一种工作在中红外波段的2000nm波段的掺铥(Tm)光纤激光器技术，还处于发展的初期，许多技术有待于开发。
[0003]掺铥(Tm)光纤激光器优点很多，这种激光器具有更大的波长(2000nm波段，正好处于水的吸收峰)、更高的运行效率，适用于遥感、测距、医疗、空间光通信等领域。现在，中红外波段掺铥(Tm)光纤锁模激光器，已经成为激光技术研究领域的研究热点之一。

技术实现思路

[0004]现有技术中，光纤锁模激光器因设计结构不同，性能也不完全一样。本专利技术提供一种新型的铥(Tm)光纤锁模激光器，集波长可调谐、色散可控制、优良的可饱和吸收体于一身，该可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器，功能丰富，用途广泛。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。
[0006]本专利技术提供的可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器，采用环形腔结构，其包括半导体激光泵浦、波分复用器、隔离器一、掺铥离子的增益光纤、单模光纤、偏振控制器、碳纳米管可饱和吸收体、调谐滤波器、隔离器二、激光耦合输出器及激光脉冲输出，半导体激光泵浦、波分复用器、隔离器一、掺铥离子的增益光纤、单模光纤、偏振控制器、碳纳米管可饱和吸收体、调谐滤波器、隔离器二、激光耦合输出器及激光脉冲输出通过掺铥离子光纤耦合连接，构成环形腔的掺铥光纤激光器。
[0007]优选的是，所述半导体激光泵浦采用波长793nm的半导体激光泵浦，其处于铥(Tm)离子的吸收峰，能量吸收效率高，为掺铥离子的增益光纤提供激励能量。
[0008]在上述任一技术方案中优选的是，所述波分复用器将泵浦光耦合进入到掺铥离子的增益光纤中。
[0009]在上述任一技术方案中优选的是，所述隔离器一用于使环形腔激光光路单向运行，让泵浦光通过，防止回光。
[0010]在上述任一技术方案中优选的是，所述单模光纤，其具有大的正色散量、大的数值
孔径NA，用于补偿环形腔内的负色散，使总色散量变小，以利于获得稳定的激光锁模脉冲。
[0011]在上述任一技术方案中优选的是，所述偏振控制器用于控制光的偏振状态，使符合该偏振的光顺利通过。
[0012]在上述任一技术方案中优选的是，所述碳纳米管可饱和吸收体为优良的可饱和吸收体，用于启动环形腔内的激光脉冲的锁模过程，得到锁模激光脉冲。
[0013]在上述任一技术方案中优选的是，所述调谐滤波器用于选择不同的激光波长。
[0014]在上述任一技术方案中优选的是，所述隔离器二用于使环形腔激光光路单向运行，防止回光。
[0015]在上述任一技术方案中优选的是，所述半导体激光泵浦提供光能，经波分复用器耦合进入掺铥离子的增益光纤，出来的激光再进入单模光纤进行色散补偿；获得的激光脉冲继续下行到偏振控制器；再进入到锁模器件碳纳米管可饱和吸收体，对激光脉冲进行锁模的启动过程；然后激光进入到调谐滤波器中调节带通滤波器的中心波长，使得在不同的中心波长下得到稳定的锁模激光脉冲；激光脉冲进入隔离器二，单向运行；然后进入到激光耦合输出器，最后通过激光脉冲输出输出激光。
[0016]本专利技术设计的这款新型的铥(Tm)光纤锁模激光器，与现有技术相比，具有如下有益效果：集波长可调谐、色散可控制、优良的可饱和吸收体于一身，功能丰富，用途广泛。
附图说明
[0017]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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术的锁模掺铥光纤激光器的的一优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0019]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，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通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]现有技术中，光纤锁模激光器因设计结构不同，性能也不完全一样，其中，掺铥(Tm)光纤激光器优点很多，这种激光器具有更大的波长(2000nm波段，正好处于水的吸收峰)、更高的运行效率，适用于遥感、测距、医疗、空间光通信等领域。本专利技术设计一种新型的铥(Tm)光纤锁模激光器，采用了调谐机制，色散补偿机制，CNT
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SA碳纳米管可饱和吸收体应用，使激光器功能更全面，应用更广泛。
[0021]以下结合图1说明本实施例的可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器的结构、技术特点和工作过程。
[0022]本实施例所述的可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器，采用环形腔结构，如图1所示，该激光器包括LD pump 793nm半导体激光泵浦、WDM波分复用器、ISO1隔离器一、TDF掺铥离子的增益光纤、SMF单模光纤、PC偏振控制器、CNT
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SA碳纳米管可饱和吸收体、TF调谐
滤波器、ISO2隔离器二、OC激光耦合输出器及Output激光脉冲输出。
[0023]本实施例中，所述LD pump 793nm半导体激光泵浦采用波长793nm的半导体激光泵浦，其正好处于铥(Tm)离子的吸收峰，能量吸收效率高，为TDF掺铥离子的增益光纤提供激励能量。
[0024]本实施例中，所述WDM波分复用器将泵浦光耦合进入到TDF掺铥离子的增益光纤中。
[0025]本实施例中，所述ISO1隔离器一用于使环形腔激光光路单向运行，让泵浦光通过，防止回光。
[0026]本实施例中，所述TDF掺铥离子的增益光纤作为激光增益介质。
[0027]本实施例中，所述SMF单模光纤，其具有大的正色散量、大的数值孔径(NA)，主要作用是补偿环形腔内的负色散，使总色散量变小，以利于获得稳定的激光锁模脉冲。
[0028]本实施例中，所述PC偏振控制器用于控制光的偏振状态，符合该偏振的光顺利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器，采用环形腔结构，其特征在于：它包括半导体激光泵浦(LD pump 793nm)、波分复用器(WDM)、隔离器一(ISO1)、掺铥离子的增益光纤(TDF)、单模光纤(SMF)、偏振控制器(PC)、碳纳米管可饱和吸收体(CNT
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SA)、调谐滤波器(TF)、隔离器二(ISO2)、激光耦合输出器(OC)及激光脉冲输出(Output)，上述器件通过掺铥离子光纤耦合连接，构成环形腔的掺铥光纤激光器。2.如权利要求1所述的可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器，其特征在于：所述半导体激光泵浦(LD pump 793nm)采用波长793nm的半导体激光泵浦，其处于铥(Tm)离子的吸收峰，能量吸收效率高，为掺铥离子的增益光纤(TDF)提供激励能量。3.如权利要求2所述的可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器，其特征在于：所述波分复用器(WDM)将泵浦光耦合进入到掺铥离子的增益光纤(TDF)中。4.如权利要求3所述的可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器，其特征在于：所述隔离器一(ISO1)用于使环形腔激光光路单向运行，让泵浦光通过，防止回光。5.如权利要求4所述的可调谐、色散控制的锁模掺铥光纤激光器，其特征在于：所述单模光纤(SMF)，其具有大的正色散量、大的数值孔径(NA)，用于补偿环形腔内的负色散，使总色散量变小，以利于获得稳定的激光锁模脉冲。6.如权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨延嵩，陈晓丹，张宁，
申请(专利权)人：北京联合大学，
类型：发明
国别省市：