[发明专利]“％”字腔被动锁模光纤激光器

说明书

所属技术领域

本发明提出了一种非线性光纤环形镜方案，涉及一种锁模光纤激光器，具体是一种“％”字腔被动锁模光纤激光器，属于光电子技术领域。

背景技术

光纤激光器以全固态体积小、光-光转化效率高、光束质量好等诸多优点而被广泛应用于光纤通信及光纤传感技术领域。光纤激光器可以是F-P腔、环形腔以及“8”字腔等。“8”字腔被动锁模光纤激光器有一个很大的缺陷，限制了其用途。“8”字腔被动锁模脉冲的重复频率根本无法控制，会在很大的范围内变化，典型的情况是，几个脉冲同时在激光腔内循环，它们之间的间距不必是均匀的，这点与主动锁模的情况不同。主动锁模激光腔内元件决定了脉冲的相对位置，而被动锁模脉冲的位置则由其它因素，如光纤双折射和孤子互作用决定，这是因为与主动锁模相比，腔内没有元件能精确决定重复频率。另为“8”字腔中插入光隔离器迫使光单向传播，光-光转化效率受到限制；“8”字腔中插入F-P滤波器实现频域稳定，又破坏了全光纤结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种“％”字腔被动锁模光纤激光器，其解决了“8”字腔被动锁模光纤激光器频域和时域均不稳定的技术问题。“％”字腔被动锁模光纤激光器中无须插入光隔离器和滤波器，能实现更高的光-光转化效率和较好的稳定性。

本发明的技术解决方案是：一种“％”字腔被动锁模光纤激光器，包括光纤放大器1和两个非线性光纤环形镜2、3，两个非线性光纤环形镜2、3熔接在光纤放大器1的输入和输出口，形成“％”字腔结构。所述的非线性光纤环形镜2的唯一输出口作为激光器的输出口，连接成腔体的单模光纤4上串接有偏振控制器5，可对锁模脉冲的中心波长和谱宽同时进行调谐，有利地如果不需要调谐，可以取消偏振控制器5；所述的非线性光纤环形镜2还包括在环中造成传播的顺时针和逆时针光相移差不为零的装置，比如非线性光纤环形镜2的耦合器设置为非对称耦合器或单模光纤4上靠近耦合器处有光放大或光损耗装置6。所述的非线性光纤环形镜3采用3dB耦合器和连接成腔体的一小段单模光纤，其目的是起到全反射作用，有利地所述的非线性光纤环形镜2也可以用端面镀膜或光纤光栅或法拉第旋光器代替。

上述的光纤放大器1优选为掺杂稀土离子的光泵浦式的光纤放大器。

上述的偏振控制器5优选为在线型光纤偏振控制器。

上述的单模光纤4上靠近耦合器处设置光放大装置6时，优选光纤放大器1提供种子光脉冲。

上述的单模光纤4优选为由一段高色散的单模光纤和一段具有较低色散的单模色散位移光纤构成。

本发明具有以下优点：

本发明的激光器由两个非线性光纤环形镜和光纤放大器构成形成F-P腔，能实现线宽稳定的光脉冲输出；经过非线性光纤环形镜2输出，启用了反馈环路技术和色散补偿功能，能实现脉宽稳定的光脉冲输出；非线性光纤环形镜2的配置使得环中逆时针传输的光和顺时针传输的光达到耦合器时获得不同的非线性相移，只有中心波长的相移差率先达到π，启动锁模构成(自启动能力)。

本发明结构紧凑，全光纤结构，无须插入光隔离器，光谱可连续调谐。

附图说明

为了更好地理解本发明，现参照附图仅借助实例阐述根据本发明的“％”字腔被动锁模光纤激光器。

图1本发明的结构示意图；

图2本发明的实施例示意图；

图3是本发明的锁模脉冲图；

图4是本发明的锁模脉冲自相关曲线图。

附图标号说明：1-光纤放大器，2、3-非线性光纤环形镜，4-单模光纤，5-偏振控制器，6-光放大或光损耗装置，7-高色散的单模光纤，8-低色散单模色散位移光纤，9-8:2光纤耦合器，10-掺铒光纤，11-波分复用器，12-980nm泵浦。

具体实施方式

为了概括本发明起见，本文描述了本发明的某些方面优点以及新颖特征。应该理解，没必要根据本发明的任何一个特定实施例来实现所有这些优点。因此，本发明不限于所公开的特定实施例。

参见图2，本发明是将掺铒光纤10、980nm泵浦12、980/1556波分复用器(WDM)11构成光纤放大器1；3dB耦合器和一小段单模光纤构成非线性光学环形镜3；8:2光纤耦合器9、高色散单模光纤7和低色散单模色散位移光纤8绞接构成非线性光学环形镜2。980nm泵浦源12发出的泵浦激光经波分复用器11耦合进入振荡腔。泵浦抽运受激辐射的激光输入非线性光学环形镜2被分成强度不相等的两束，20％逆时针传输的一束光经高色散的单模光纤7作用很快展宽，因此峰值功率也跟着下降，80％顺时针传输的光由于色散位移光纤8的色散小，因此在色散位移光纤8中仍保持窄的脉宽，并在单模光纤7中得到很大相移，当相向传输的两束光中心波长的相位差等于π时，窄化脉冲得到最大的透射率，启动锁模构成(自启动能力)。在本发明的实验中，掺铒光纤12m，单模光纤5长度为0.05m，低色散单模色散位移光纤8长度20m，高色散单模光纤9长度28m。图3是本发明的锁模脉冲图；图4是本发明的锁模脉冲自相关曲线图。