[发明专利]双波长超短脉冲输出的被动锁模光纤激光器

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种光纤激光器，特别涉及一种具有高稳定性、高效率、高功率、高脉冲重复率、被动激光脉冲同步、单线偏振、可调谐、双波长(1.55μmand 1.064μm)、超短光脉冲输出的被动锁模掺E_r³⁺/掺Y_b³⁺光纤激光器结构。它适用于泵浦-探测超快激光光谱实验、相干反斯托克斯拉曼散射显微、谐波和合频产生、精密激光同步、采用直接差频法产生超短脉冲中红外激光辐射用于分子系统的泵浦-探测、环境监测和微波光子学及生物物理学探测等很多科学研究和工程领域。本专利的思想也可以用于连续波高功率双波长光纤激光器、主动锁模双波长光纤激光器的设计及纳秒量级锁模光纤激光器与飞秒(皮秒)锁模光纤激器光脉冲的同步输出的设计中等。属于光信息技术领域。

背景技术

现代科学技术的很多领域如泵浦-探测超快激光光谱实验、相干反斯托克斯拉曼散射显微、谐波和合频产生、采用直接差频法产生可调谐超短脉冲中红外激光辐射用于分子系统的泵浦-探测等科学实验、环境监测和微波光子学及生物物理学探测等需要稳定、可靠并精密同步的双色波长超短激光脉冲光源；而用于分子加速的飞秒脉冲激光脉冲与X-射线脉冲的同步、激光与同步辐射的电子束同步等高能物理实验需要皮秒量级脉宽激光器与纳秒量级脉宽激光器的精密同步，高能量纳秒量级脉宽激光器与皮秒、飞秒脉宽激光器的同步输出对超短脉冲激光的光参量啁啾脉冲放大技术(OPCPA)特别是核聚变中的快点火是具有相当重要意义的。在这些实验中，不同脉宽(如飞秒或皮秒)的超短脉冲激光器与高能量纳秒激光器需要实现非常精密时域同步延迟控制，不同激光脉冲先后与靶室发生作用实现高效核聚变反应。

已有的双色波长超短脉冲激光器的同步主要有主动和被动两种方式。主要实现在两个独立的固体锁模超短光脉冲激光器如自锁模Ti:Sapphire激光器间和双色波长工作的自锁模Ti:Sapphire激光器等中。已有的双色波长固体超短脉冲激光器及放大器存在着操作和技术复杂、体积庞大、效率低下、可靠性差等缺陷，极大地限制了双色波长超短脉冲激光器及放大器的使用范围和目的，目前只限于实验室内使用。而仪器化、脉冲同步输出、高效率、高功率、高可靠性、小型便携一体化、免维护、双色波长超短脉冲激光器由于在上述很多科学与工程领域存在潜在而广泛的应用前景，因此发展高可靠性、仪器化、脉冲稳定可靠同步输出、可调谐、双色波长超短脉冲激光器及放大器一直是国际激光技术和超快光学技术领域一个十分重要的研究方向。