本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種鎖模光纖激光器及脈沖激光產(chǎn)生方法，屬于光纖激光器領(lǐng)域，所述鎖模光纖激光器包括泵浦源和鎖模激光諧振腔，所述鎖模激光諧振腔包括依次耦合的反射部件、增益光纖、保偏濾波器和用于鎖模的可飽和吸收鏡。泵浦源發(fā)出的泵浦光進(jìn)入增益光纖生成信號(hào)光，所述信號(hào)光經(jīng)保偏濾波器處理為預(yù)設(shè)偏振方向和預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍的信號(hào)光后進(jìn)入可飽和吸收鏡，經(jīng)過可飽和吸收鏡鎖模后返回保偏濾波器，返回保偏濾波器的信號(hào)光再次進(jìn)入增益光纖，經(jīng)增益光纖放大后輸入至反射部件，經(jīng)增益光纖放大后的信號(hào)光中滿足反射部件透射條件的部分輸出。相比于傳統(tǒng)的鎖模光纖激光器，本發(fā)明專利技術(shù)提供的鎖模光纖激光器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，便于工程應(yīng)用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光纖激光器領(lǐng)域，具體而言，涉及。
技術(shù)介紹
鎖模光纖激光器作為超短脈沖激光系統(tǒng)的前端種子源，是超短脈沖激光系統(tǒng)的關(guān)鍵，其基本性能指標(biāo)和穩(wěn)定性指標(biāo)直接影響著系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。其中，鎖模光纖激光器的自啟動(dòng)免維護(hù)功能是其實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的必然要求。自啟動(dòng)是指鎖模激光器可實(shí)現(xiàn)開機(jī)即啟動(dòng)，輸出鎖模脈沖。免維護(hù)是指鎖模激光器可在各種復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)鎖模脈沖輸出，如高溫、低溫、振動(dòng)、高濕等惡劣環(huán)境。目前的鎖模光纖激光器一般采用恒溫控制(即利用恒溫控制，抵御因溫度引起的脈沖失鎖)、電動(dòng)控制和固化封裝等實(shí)現(xiàn)鎖模光纖激光器的免維護(hù)功能。然而，此類方法雖能實(shí)現(xiàn)鎖模光纖激光器的工程化應(yīng)用，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，免維護(hù)可靠性差。因此，鎖模光纖激光器作為一種重要的超短脈沖激光輸出裝置，需要從鎖模光纖激光器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)入手，提高鎖模光纖激光器的免維護(hù)功能的可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供，通過對(duì)鎖模光纖激光器自身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，有效地保證鎖模光纖激光器的免維護(hù)功能的可靠性，以改善上述的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下:第一方面，本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種鎖模光纖激光器，用于輸出脈沖激光，包括:栗浦源和鎖模激光諧振腔，所述鎖模激光諧振腔包括依次耦合的反射部件、增益光纖、保偏濾波器和用于鎖模的可飽和吸收鏡；所述栗浦源發(fā)出的栗浦光進(jìn)入所述增益光纖生成信號(hào)光；所述信號(hào)光經(jīng)所述保偏濾波器處理為預(yù)設(shè)偏振方向和預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍的信號(hào)光后進(jìn)入所述可飽和吸收鏡；所述預(yù)設(shè)偏振方向和預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍的信號(hào)光經(jīng)過所述可飽和吸收鏡鎖模后返回所述保偏濾波器；返回所述保偏濾波器的信號(hào)光再次進(jìn)入所述增益光纖，經(jīng)所述增益光纖放大后輸入至所述反射部件；經(jīng)所述增益光纖放大后的信號(hào)光中滿足所述反射部件透射條件的部分輸出。結(jié)合第一方面，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了第一方面的第一種可能實(shí)施方式，其中，所述保偏濾波器包括起偏器、帶通濾光片和殼體，所述起偏器和所述帶通濾光片均位于所述殼體內(nèi)，所述帶通濾光片的中心波長(zhǎng)與所述脈沖激光的中心波長(zhǎng)一致，所述起偏器用于將進(jìn)入保偏濾波器的信號(hào)光調(diào)整為預(yù)設(shè)偏振方向的信號(hào)光，所述帶通濾光片用于將進(jìn)入所述保偏濾波器的信號(hào)光調(diào)整為預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍的信號(hào)光。結(jié)合第一方面的第一種可能實(shí)施方式，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了第一方面的第二種可能實(shí)施方式，其中，所述保偏濾波器還包括第一準(zhǔn)直透鏡和第二準(zhǔn)直透鏡，所述第一準(zhǔn)直透鏡與所述第二準(zhǔn)直透鏡均位于所述殼體內(nèi)，所述起偏器和所述帶通濾光片位于所述第一準(zhǔn)直透鏡和所述第二準(zhǔn)直透鏡之間，所述第一準(zhǔn)直透鏡、所述帶通濾光片、所述起偏器及所述第二準(zhǔn)直透鏡的光軸重合，所述第一準(zhǔn)直透鏡通過第一光纖與所述增益光纖耦合，所述第二準(zhǔn)直透鏡通過第二光纖與所述可飽和吸收鏡耦合。結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能實(shí)施方式或第一方面的第二種可能實(shí)施方式，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了第一方面的第三種可能實(shí)施方式，其中，所述鎖模光纖激光器還包括波分復(fù)用器，所述波分復(fù)用器設(shè)置在所述鎖模激光諧振腔外，所述波分復(fù)用器包括第一信號(hào)端和合束端，所述合束端與所述反射部件通過第三光纖耦合，所述第一信號(hào)端與所述栗浦源耦合，所述栗浦光進(jìn)入所述第一信號(hào)端，從所述合束端輸出至所述反射部件，從所述反射部件透過進(jìn)入所述增益光纖。結(jié)合第一方面的第三種可能實(shí)施方式，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了第一方面的第四種可能實(shí)施方式，其中，所述鎖模光纖激光器還包括光隔離器，所述波分復(fù)用器還包括第二信號(hào)端，所述光隔離器與所述第二信號(hào)端耦合。結(jié)合第一方面的第四種可能實(shí)施方式，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了第一方面的第五種可能實(shí)施方式，其中，所述反射部件與所述增益光纖之間通過第四光纖耦合，所述第三光纖和所述第四光纖均為保偏光纖。結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能實(shí)施方式或第一方面的第二種可能實(shí)施方式，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了第一方面的第六種可能實(shí)施方式，其中，所述鎖模光纖激光器還包括波分復(fù)用器，所述波分復(fù)用器設(shè)置在所述鎖模激光諧振腔內(nèi)，所述光耦合器包括第一信號(hào)端、第二信號(hào)端和合束端，所述合束端與所述增益光纖耦合，所述第一信號(hào)端與所述栗浦源耦合，所述第二信號(hào)端與所述反射部件耦合。結(jié)合第一方面，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了第一方面的第七種可能實(shí)施方式，其中，所述可飽和吸收鏡為半導(dǎo)體可飽和吸收鏡、碳納米管可飽和吸收鏡、石墨烯可飽和吸收鏡或氧化石墨烯可飽和吸收鏡中的任一種。結(jié)合第一方面，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了第一方面的第八種可能實(shí)施方式，其中，所述反射部件為光纖光柵，所述光纖光柵的中心波長(zhǎng)與所述脈沖激光的波長(zhǎng)一致。第二方面，一種脈沖激光產(chǎn)生方法，應(yīng)用于上述的鎖模脈沖激光器，所述方法包括:增益光纖根據(jù)栗浦源發(fā)出的栗浦光生成信號(hào)光，并將信號(hào)光輸出至保偏濾波器；所述保偏濾波器將接收到的所述信號(hào)光處理為預(yù)設(shè)偏振方向和預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍的信號(hào)光并輸出至可飽和吸收鏡；所述可飽和吸收鏡對(duì)所述預(yù)設(shè)偏振方向和預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍的信號(hào)光進(jìn)行鎖模后再傳輸至所述保偏濾波器；所述增益光纖將所述保偏濾波器輸出的信號(hào)光放大并傳輸至反射部件；所述反射部件將滿足所述反射部件的透射條件的部分信號(hào)光輸出。本專利技術(shù)提供的鎖模光纖激光器設(shè)計(jì)了保偏濾波器，用于鎖模脈沖偏振態(tài)的主動(dòng)控制，通過保偏濾波器將鎖模脈沖偏振態(tài)固定，有效地抵御了溫度、振動(dòng)、應(yīng)力等因素對(duì)該鎖模光纖激光器的影響，保證了該鎖模光纖激光器具有可靠的免維護(hù)功能。本專利技術(shù)相比于傳統(tǒng)的鎖模光纖激光器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，便于工程應(yīng)用。進(jìn)一步的，本專利技術(shù)采用可飽和吸收鏡作為鎖模器件，使得本鎖模光纖激光器同時(shí)具有自啟動(dòng)功能。本專利技術(shù)的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本專利技術(shù)實(shí)施例而了解。本專利技術(shù)的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說(shuō)明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。【附圖說(shuō)明】為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。通過附圖所示，本專利技術(shù)的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本專利技術(shù)的主旨。圖1示出了本專利技術(shù)第一實(shí)施例提供的一種鎖模光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了本專利技術(shù)第一實(shí)施例提供的一種鎖模光纖激光器的保偏濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了本專利技術(shù)第一實(shí)施例提供的另一種鎖模光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出了本專利技術(shù)第二實(shí)施例提供的一種脈沖激光產(chǎn)生方法的方法流程圖。其中，附圖標(biāo)記分別為:栗浦源100 ;波分復(fù)用器200 ;鎖模激光諧振腔300 ;反射部件310 ;增益光纖320 ;保偏濾波器330 ;殼體331 ;第一準(zhǔn)直透鏡332 ;帶通濾光片333 ;起偏器334 ;第二準(zhǔn)直透鏡335 ;可飽和吸收鏡340 ;光隔離器400。【具體實(shí)施方式】下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鎖模光纖激光器，用于輸出脈沖激光，其特征在于，包括：泵浦源和鎖模激光諧振腔，所述鎖模激光諧振腔包括依次耦合的反射部件、增益光纖、保偏濾波器和用于鎖模的可飽和吸收鏡；所述泵浦源發(fā)出的泵浦光進(jìn)入所述增益光纖生成信號(hào)光；所述信號(hào)光經(jīng)所述保偏濾波器處理為預(yù)設(shè)偏振方向和預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍的信號(hào)光后進(jìn)入所述可飽和吸收鏡；所述預(yù)設(shè)偏振方向和預(yù)設(shè)波長(zhǎng)范圍的信號(hào)光經(jīng)過所述可飽和吸收鏡鎖模后返回所述保偏濾波器；返回所述保偏濾波器的信號(hào)光再次進(jìn)入所述增益光纖，經(jīng)所述增益光纖放大后輸入至所述反射部件；經(jīng)所述增益光纖放大后的信號(hào)光中滿足所述反射部件透射條件的部分輸出。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙磊，李超，黎玥，梁小寶，徐振源，封建勝，張昊宇，周泰斗，溫靜，王建軍，景峰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：四川;51
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