本發明專利技術公開了一種非線性偏振旋轉鎖模波長可調L波段飛秒摻鉺光纖激光器，屬于一種波長可調諧的飛秒脈沖激光器。本發明專利技術包括泵浦源以及由波分復用器、摻鉺光纖、光纖隔離器、光纖起偏器、光纖耦合器和偏振控制器用光纖連接成的光纖環形腔；泵浦源與波分復用器的泵浦端口連接，波分復用器的公共端口依次經摻鉺光纖、光纖隔離器、光纖起偏器連接至光纖耦合器的80%輸出端口，光纖耦合器的輸入端經偏振控制器連接至波分復用器的信號端口；光纖隔離器與光纖起偏器之間用色散補償光纖連接，其余器件之間用單模光纖連接。優點：結構簡單可靠、維護方便，無須外界信號調制、可實現自啟動鎖模、輸出脈沖較窄、工作性能優越、成本低、易于操作。
【技術實現步驟摘要】
非線性偏振旋轉鎖模波長可調L波段飛秒摻鉺光纖激光器
本專利技術涉及一種波長可調諧的飛秒脈沖激光器，具體是一種非線性偏振旋轉鎖模波長可調L波段飛秒摻鉺光纖激光器。
技術介紹
L波段是指波長從1565 nm到1625 nm的激光波段，因為玻璃光纖在這個波段范圍內損耗很低，因此被廣泛的應用于光纖通信系統。尤其是超快飛秒激光器，由于其極高的時間分辨率，在大容量高速光信息傳輸、生物醫學檢測、科研應用方面有著廣泛的應用需求。在不同的應用背景下對超快激光的波長位置有著不同的要求，因此，實現激光光源在寬范圍內的波長可調諧，不僅能擴展其應用領域及方向，同時，可以大大降低其成本要求，無論從應用方面還是產業方面來考慮都有著重要的意義。 目前為止，主要有以下三種技術途徑實現鎖模光纖激光器的波長可調諧運轉:1、鎖模器件+偏振控制器的技術方案，被動飽和吸收體(半導體飽和吸收體、碳納米管、石墨烯)或者主動鎖模器(電光、聲光器)的作用是形成鎖模脈沖，通過調節偏振控制器來改變光纖諧振腔的雙折射進而形成可調的濾波器效應對振蕩波長進行調諧輸出[Laser Phys.Lett.7，N0.8，591 - 596 (2010)]。2、通過輸出耦合率可調諧的耦合器件以改變腔內不同波長的光學損耗，在腔內插入主動或者被鎖模器件可實現超短脈沖光纖激光器的波長可調諧運轉[Opt.Express I, 97-103 (2007)]。3、人為在腔內置入中心波長可調的光學濾波器來強制限定運轉激光波長，并采用主動或者被動鎖模技術實現不同波長的鎖模脈沖輸出。然而以上技術方式存在著整體結構復雜，技術實施不易，且后期維護不便等缺點，使其進一步的發展和應用受到了一定的限制。
技術實現思路
為了克服上述現有技術的缺點，本專利技術提供一種非線性偏振旋轉鎖模波長可調L波段飛秒摻鉺光纖激光器，結構簡單，性能可靠，成本低廉。本專利技術是以如下技術方案實現的:一種非線性偏振旋轉鎖模波長可調L波段飛秒摻鉺光纖激光器，包括泵浦源以及由波分復用器、摻鉺光纖、光纖隔離器、光纖起偏器、光纖耦合器和偏振控制器用光纖連接成光纖環形腔；所述的泵浦源與波分復用器的泵浦端口連接，波分復用器的公共端口依次經摻鉺光纖、光纖隔離器、光纖起偏器連接至光纖耦合器的80%輸出端口，光纖耦合器的輸出端經偏振控制器連接至波分復用器的信號端口 ；其穩定的飛秒激光脈沖通過光纖耦合器的20%輸出端口輸出；所述的摻鉺光纖的吸收峰在1530nm,吸收系數為80 dB/m,數值孔徑為0.29，在1550 nm波長的模場直徑為4.3 μ m，在1550nm波長的色散系數為-48 ps/ (nm?km);光纖環形腔的總長是10 m~100 m。本專利技術的有益效果是:合理優化增益光纖長度，利用增益光纖的再吸收及增益拉曼效應，實現波長覆蓋L波段的飛秒激光輸出。通過偏振控制器能同時實現有效的偏振及波長控制，在實現有效的非線性偏振旋轉鎖模的同時，利用其濾波效應實現波長可調諧的飛秒脈沖輸出，其中心波長從1575.5 nm連續可調至1603.6 nm，可調范圍為28.1 nm。結構簡單可靠、維護方便，無須外界信號調制、可實現自啟動鎖模、輸出脈沖較窄、有優越的工作性能、成本低、易于操作，使得非線性偏振旋轉鎖模技術成為了一種常規的獲得超短脈沖的方法，在光通訊、醫學檢測、光譜分析等方面有著重要的應用。響應時間為飛秒量級且與波長無關，因此使用非線性偏振旋轉鎖模技術在不同的波長范圍均可適用?！靖綀D說明】圖1為本專利技術的實驗裝置圖； 圖2a為中心波長在1575.5 nm處脈沖光譜圖，插圖為其自相關曲線； 圖2b為中心波長在1603.6 nm處脈沖光譜圖，插圖為其自相關曲線； 圖2c為中心波長在1575.5 nm和1603.6 nm處脈沖序列； 圖2d為中心波長在1575.5 nm和1603.6 nm處射頻譜圖?！揪唧w實施方式】如圖1所示，一種非線性偏振旋轉鎖模波長可調L波段飛秒摻鉺光纖激光器有一泵浦源I以及由波分復用器2、摻鉺光纖3、光纖隔離器4、光纖起偏器5、光纖耦合器6和偏振控制器7用光纖連接成光纖環形腔。所述的泵浦源I與波分復用器2的泵浦端口 2a連接，波分復用器2的公共端口 2b依次經摻鉺光纖3、光纖隔離器4、光纖起偏器5連接至光纖率禹合器6的80%輸出端口，光纖稱合器6的輸入端6a經偏振控制器7連接至波分復用器2的信號端口 2c ;其穩定的飛秒激光脈沖通過光纖I禹合器6的20%輸出端口輸出；所述的摻鉺光纖的吸收峰在1530 nm，吸收系數為80 dB/m，數值孔徑為0.29，在1550 nm波長的模場直徑為4.3 μ m,在1550 nm波長的色散系數為-48 ps/ (nm*km)。在本專利技術中，摒棄了腔內濾波器件，只采用非線性偏振旋轉技術，在實現鎖模脈沖的同時實現輸出脈沖的中心波長可調，且可在L波段實現穩定的飛秒脈沖輸出。所述的泵浦源I為單模光纖耦合的半導體激光器，其中心波長位于973 nm?980nm。所述的波分復用器2的工作波長為980/1550 nm，波分復用器2的尾纖類型為色散補償光纖或色散位移光纖。所述的摻鉺光纖3采用正色散增益光纖EDF80，購自OFS公司，其對波長為1530 nm激光的吸收系數是80 dB/m。所述的光纖隔離器4采用中心波長為1480 nm的與偏振無關的隔離器，或者采用中心波長為1550 nm的與偏振無關的隔離器，光纖隔離器4的尾纖類型為單模負色散光纖，可購自Haphit公司。實驗中，為了避免殘余泵浦的影響而采取逆向泵浦，光纖隔離器4的方向與泵浦光方向相反，即所述的光纖隔離器4的輸入端口與光纖起偏器5連接，光纖隔離器4的輸出端口通過摻鉺光纖3與波分復用器2的公共端口 2b連接。所述的光纖起偏器5米用中心波長為1550 nm的同軸起偏器,光纖起偏器5的尾纖類型為單模負色散光纖，購自Haphit公司，型號FILP-1550-SS-B20-FC/APC。所述的光纖耦合器6采用20:80光纖耦合器，光纖耦合器6的尾纖類型為色散補償光纖或色散位移光纖。其中標記6a、6b、6c分別表不光纖I禹合器的輸入端、80%輸出端口和20%輸出端口。所述的偏振控制器7為三片線圈旋轉式偏振控制器或擠壓式偏振控制器，偏振控制器7尾纖類型為單模負色散光纖。三片線圈旋轉式偏振控制器購自Thorlabs公司，型號為FPC560。通過旋轉偏振控制器的槳，可改變光纖環形腔的雙折射，可以形成可調的濾波器效應，實現波長的可調諧輸出。圖1中，標記A表不本專利技術的輸入，標記B為本專利技術的輸出。光纖環形腔的總長是10 m?100 m,其中單模光纖4 m?80 m、色散補償光纖3 m?10 mm、慘輯光纖3 m?10 m。實施例1 以光纖環形腔的總長是12.6 m為例,其中單模光纖6.6 m、色散補償光纖3m、摻鉺光纖3 m0實施例2 以光纖環形腔的總長是23.5 m為例，其中單模光纖16.9 m、色散補償光纖3.6 m、摻鉺光纖3 m。實施例3 以光纖環形腔的總長是56.2 m為例，其中單模光纖44.9 m、色散補償光纖6.1 m、摻鉺光纖5.2 m。實施例4 以光纖環形腔的總長是98.7 m為例，其中單模光纖80.5 m、色散補償光纖9.本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種非線性偏振旋轉鎖模波長可調L波段飛秒摻鉺光纖激光器，其特征在于：包括泵浦源（1）以及由波分復用器（2）、摻鉺光纖（3）、光纖隔離器（4）、光纖起偏器（5）、光纖耦合器（6）和偏振控制器（7）用光纖連接成光纖環形腔；所述的泵浦源（1）與波分復用器（2）的泵浦端口連接，波分復用器（2）的公共端口依次經摻鉺光纖（3）、光纖隔離器（4）、光纖起偏器（5）連接至光纖耦合器（6）的80%輸出端口，光纖耦合器（6）的輸入端經偏振控制器（7）連接至波分復用器（2）的信號端口；所述的摻鉺光纖（3）的吸收峰在1530?nm，吸收系數為80?dB/m，數值孔徑為0.29，在1550?nm波長的模場直徑為4.3?μm，在1550?nm波長的色散系數為??48?ps/(nm?km)；其穩定的飛秒激光脈沖通過光纖耦合器（6）的20%輸出端口輸出；光纖環形腔的總長是10?m～100?m。
【技術特征摘要】
1.一種非線性偏振旋轉鎖模波長可調L波段飛秒摻鉺光纖激光器，其特征在于:包括泵浦源(I)以及由波分復用器(2)、摻鉺光纖(3)、光纖隔離器(4)、光纖起偏器(5)、光纖耦合器(6 )和偏振控制器(7 )用光纖連接成光纖環形腔；所述的泵浦源(I)與波分復用器(2 )的泵浦端口連接，波分復用器(2)的公共端口依次經摻鉺光纖(3)、光纖隔離器(4)、光纖起偏器(5)連接至光纖稱合器(6)的80%輸出端口，光纖稱合器(6)的輸入端經偏振控制器(7)連接至波分復用器(2)的信號端口 ；所述的摻鉺光纖(3)的吸收峰在1530 nm，吸收系數為80 dB/m，數值孔徑為0.29，在1550 nm波長的模場直徑為4.3 μ m，在1550 nm波長的色散系數為-48 ps/(nm?km);其穩定的飛秒激光脈沖通過光纖稱合器(6)的20%輸出端口輸出；光纖環形腔的總長是10 m~100 m。2.如權利要求1所述的非線性偏振旋轉鎖模波長可調L波段飛秒摻鉺光纖激光器，其特征在于:所述的泵浦源(I)為單模光纖耦合的半導體激光器，其中心波長位于973 nm~.980 nm。3.如權利要求1所述的非線性偏振旋轉鎖模波長可調L波段飛秒摻鉺光纖激光器，其特征在于:所述的波分復用器(2)的工作波長是980/1550 nm，波分復用器(2)的尾纖類...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙鷺明，羅嬌林，李雷，沈德元，唐定遠，
申請(專利權)人：江蘇師范大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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