申请/专利权人：佛山科学技术学院

申请日：2018-12-24

公开（公告）日：2023-12-01

公开（公告）号：CN109361145B

主分类号：H01S3/1106

分类号：H01S3/1106;H01S3/10;H01S3/08;H01S3/067

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.12.01#授权;2019.03.15#实质审查的生效;2019.02.19#公开

摘要：本发明公开了单波长可调谐调Q锁模脉冲激光器，包括：泵浦光源、单向运转环、双向环，单向运转环包括：第一偏振控制器、偏振无关隔离器、输出耦合器，输出耦合器、偏振无关隔离器、第一偏振控制器依次通过光纤串接形成环状，双向环包括：波分复用器、掺铒增益光纤、第二偏振控制器、单模光纤。利用单向运转环和双向环组成“8”字形的激光腔、第一和第二偏振控制器实现调Q锁模和单波长可调谐，可用于微加工、非线性光学、外科医学、光通信和光电检测等领域。

主权项：1.单波长可调谐调Q锁模脉冲激光器，包括泵浦光源，其特征在于，还包括：单向运转环、双向环，所述单向运转环包括：第一偏振控制器、偏振无关隔离器、输出耦合器，所述输出耦合器、偏振无关隔离器、第一偏振控制器依次通过光纤串接形成环状，所述双向环包括：波分复用器、掺铒增益光纤、第二偏振控制器、单模光纤，所述第二偏振控制器、单模光纤、波分复用器、掺铒增益光纤通过光纤串接形成环状，单向运转环的两端分别接入2×2光纤耦合器的一侧端口，双向环的两端分别接入2×2光纤耦合器的另一侧端口，所述泵浦光源的输出光通过波分复用器进入所述双向环；其中，在所述激光器工作时，所述泵浦光源发出的光通过所述波分复用器进入所述掺铒增益光纤中，产生激光，所述激光通过所述光纤耦合器在所述单向运转环的两端发出均分光强的激光，通过所述偏振无关隔离器使得所述激光在所述单向运转环中顺时针传送，顺时针转动的激光通过所述光纤耦合器进入所述双向环，进入到所述双向环的激光分别沿着所述双向换的顺时针和逆时针两个方向传送，两束光通过所述双向环的环路积累有非线性相移，所述非线性相移沿脉冲的时域轮廓变化，并通过所述单模光纤和所述掺铒增益光纤形成正反馈，再汇合于所述光纤耦合器发生干涉，通过所述输出耦合器输出干涉光；其中，通过所述第一偏振控制器进行调Q，通过所述第二偏振控制器进行单波长的调谐，使得所述双向环输出的脉冲光的中央处光强被透射，所述双向环输出的脉冲光的两翼部分被反射，所述双向环输出的脉冲光比输入至所述双向环的脉冲光窄。

全文数据：单波长可调谐调Q锁模脉冲激光器技术领域本发明创造涉及光学技术领域，特别涉及一种激光器。背景技术研究发现，在激光器中存在着多种运转态，例如锁模、调Q、调Q锁模、连续波和谐波锁模等等。在各种运转态中，调Q锁模脉冲的特征是锁模脉冲具有一个长周期的调Q的包络。调Q锁模因其同时具有调Q和锁模两种运转态的特性因而在对光纤激光器的机理研究方面具有其独特的价值。此外，调Q锁模脉冲在微加工、非线性光学、外科医学和多光子显微镜等方面还具有潜在应用价值，因此被广泛的关注和研究。目前，在光纤激光器中有很多技术方案可以实现调Q锁模，例如基于非线性偏振旋转技术，非线性放大环境和半导体可饱和吸收体等等，但产生调Q锁模的技术，主要是针对传统的单波长调Q锁模脉冲。而在波长可调谐方面，由于产生的脉冲的中心波长可以再很宽的光谱范围内进行调谐，因此能够应用于光通信的密集波分复用领域，还可以用于光信号处理和波长变换领域，亦可用作高速光切换的光源，具有很广泛的应用前景。现有的激光器，难以实现调Q锁模波长可调谐。本发明目的在于能在光纤激光器里实现调Q锁模单波长可调谐。发明内容本发明的目的是：提供一种可实现调Q锁模单波长可调谐的光纤激光器。本发明解决其技术问题的解决方案是：单波长可调谐调Q锁模脉冲激光器，包括：泵浦光源、单向运转环、双向环，所述单向运转环包括：第一偏振控制器、偏振无关隔离器、输出耦合器，所述输出耦合器、偏振无关隔离器、第一偏振控制器依次通过光纤串接形成环状，所述双向环包括：波分复用器、掺铒增益光纤、第二偏振控制器、单模光纤，所述第二偏振控制器、单模光纤、波分复用器、掺铒增益光纤通过光纤串接形成环状，单向运转环的两端分别接入2×2光纤耦合器的一侧端口，双向环的两端分别接入2×2光纤耦合器的另一侧端口，所述泵浦光源的输出光通过波分复用器进入所述双向环。进一步，所述掺铒增益光纤的群速度色散参数为-15psnmkm，所述单模光纤的群速度色散参数为17psnmkm，所述掺铒增益光纤的长度为1.8m，所述单模光纤的长度为30m。进一步，所述泵浦光源的输出光的波长为980nm。本发明的有益效果是：利用单向运转环和双向环组成“8”字形的激光腔，同时利用第一偏振控制器和第二偏振控制器实现调Q锁模和单波长可调谐。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。图1是本发明创造激光器的结构示意图；图2是本发明创造激光器的激光腔体的光路示意图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。实施例1，参考图1，单波长可调谐调Q锁模脉冲激光器，包括：泵浦光源4，单向运转环1，双向环2；所述单向运转环1包括：第一偏振控制器13、偏振无关隔离器12、输出耦合器11，所述输出耦合器11、偏振无关隔离器12、第一偏振控制器13依次通过光纤串接形成环状；其中，所述偏振无关隔离器12可对特定方向的入射光进行导通，从而实现单向导通的作用。所述双向环2包括：波分复用器23、掺铒增益光纤24、第二偏振控制器21、单模光纤22，所述第二偏振控制器21、单模光纤22、波分复用器23、掺铒增益光纤24通过光纤串接形成环状；单向运转环1的两端分别接入2×2光纤耦合器3的一侧端口，双向环2的两端分别接入2×2光纤耦合器3的另一侧端口。作为优化，所述掺铒增益光纤24的群速度色散参数为-15psnmkm，所述单模光纤22的群速度色散参数约为17psnmkm，所述掺铒增益光纤24的长度为1.8m，所述单模光纤22的长度为30m。所述泵浦光源4的输出光的波长为980nm。本实施例中，所述波分复用器23为980nm和1550nm的光波复用，即，所述波分复用器23设有980nm光波输入端和1550nm光波输入端，其中，980nm光波输入端与泵浦光源4的输出端连接，所述泵浦光源4的输出光通过波分复用器23进入所述双向环2。参考图2，当本激光器工作时，泵浦光源4发出980nm的光通过波分复用器23进入到掺铒增益光纤24中，产生1550nm的激光，所述1550nm的激光通过2×2光纤耦合器3在所述单向运转环1的两端发出均分光强的激光，由于偏振无关隔离器12的隔离，使得激光在单向运转环1中顺时针传送，如图2的箭头所示，顺时针转动的激光从所述2×2光纤耦合器3的一侧端口进入2×2光纤耦合器3，并从所述2×2光纤耦合器3的另一侧端口进入双向环2，此时，进入到双向环2的激光分别沿双向环2的顺时针和逆时针两个方向传送，两束光经过双向环2的环路积累了非线性相移，同时，由于经过了单模光纤22和掺铒增益光纤24，使得激光得到正反馈，再汇合于2×2耦合器3发生干涉，并从输出耦合器11的输出端输出。本激光器利用单向运转环1和双向环2组成“8”字形的激光腔，两束沿相反方向传输的光在双向环2内传输一次后获得了不同的非线性相移，而且非线性相移会沿脉冲的时域轮廓变化。通过第一偏振控制器13和第二偏振控制器21适当调节激光腔的参数，分别为调Q和调谐，使脉冲中央处光强的部分相位差接近π，透射率接近100％，从而被透射，而脉冲的两翼部分由于功率较低所得相移较小，透射率小，从而被反射。因此，从双向环2内输出的脉冲比输入的脉冲窄，这与真实的可饱和吸收体的功能类似。通过适当调节第二偏振控制器21，双向环2可作为一个波长选择器，实现单波长可调谐，获得稳定的单波长可调谐调Q锁模脉冲序列输出。以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

权利要求：1.单波长可调谐调Q锁模脉冲激光器，包括泵浦光源，其特征在于，还包括：单向运转环、双向环，所述单向运转环包括：第一偏振控制器、偏振无关隔离器、输出耦合器，所述输出耦合器、偏振无关隔离器、第一偏振控制器依次通过光纤串接形成环状，所述双向环包括：波分复用器、掺铒增益光纤、第二偏振控制器、单模光纤，所述第二偏振控制器、单模光纤、波分复用器、掺铒增益光纤通过光纤串接形成环状，单向运转环的两端分别接入2×2光纤耦合器的一侧端口，双向环的两端分别接入2×2光纤耦合器的另一侧端口，所述泵浦光源的输出光通过波分复用器进入所述双向环。2.根据权利要求1所述的单波长可调谐调Q锁模脉冲激光器，其特征在于，所述掺铒增益光纤的群速度色散参数为-15psnmkm，所述单模光纤的群速度色散参数为17psnmkm，所述掺铒增益光纤的长度为1.8m，所述单模光纤的长度为30m。3.根据权利要求1所述的单波长可调谐调Q锁模脉冲激光器，其特征在于，所述泵浦光源的输出光的波长为980nm。

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