[发明专利]一种被动调Q全光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光器，尤其是一种被动调Q全光纤激光器。

背景技术

目前，高功率的脉冲光纤激光器主要是将低功率的脉冲光信号进行后续的光路放大，脉冲信号光的产生主要大多利用主动声光调制（AOM）完成。主动声光调制是利用声光晶体改变腔内的增益，把连续光转换成脉冲光输出。由于采用了声光器件，需配备相应的射频驱动电路，由此增加了系统损耗和复杂度，也增加了系统成本及能耗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、稳定性高、成本低廉、易于维护的被动调Q全光纤激光器。

本发明的一种被动调Q全光纤激光器，其包括振荡级，该振荡级包括泵浦源、耦合器、第一光栅、第一掺杂纤、调Q元件和第二光栅，所述调Q元件为Sm³⁺饱和可吸收体光纤，该调Q元件紧邻在所述第一掺杂纤之后或之前。

优选地，所述振荡级还包括泵浦保护器，该泵浦保护器设于所述泵浦源与所述耦合器之间。

优选地，所述泵浦保护器为Sm³⁺饱和可吸收体光纤。

优选地，所述第一光栅和所述第二光栅均为FBG光纤光栅（即光纤布拉格光栅）。

优选地，所述第一掺杂光纤为掺镱、掺铒及镱铒共掺的单模光纤、双包层光纤或LMA光纤（即大模场面积光纤）。

优选地，所述被动调Q全光纤激光器还包括用于将所述振荡级输出的脉冲激光进行功率放大后输出的功率放大级，该功率放大级包括顺次设置的泵浦源组、合束器和第二掺杂纤。

优选地，在所述振荡级与所述功率放大级之间设有光纤隔离器。

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）本发明的被动调Q全光纤激光器采用Sm³⁺饱和可吸收体光纤作为被动调Q元件，由于Sm³⁺饱和可吸收体光纤在腔内起饱和可吸收体作用，其能吸收掺杂纤的ASE光，使谐振腔处于高损耗状态，此时腔内损耗大于增益，不能形成激光输出；而当Sm³⁺饱和可吸收体光纤吸收达到饱和状态时，其对光透明，此时谐振腔内增益大于损耗，形成巨脉冲输出，因此，可以通过调节Sm³⁺饱和可吸收体光纤的长度、位置以及泵浦功率，实现脉冲信号的频率和脉宽的调节，最后可得到脉冲重复频率可达数十万赫兹、脉冲宽度在几百纳秒至几微秒之间的高信噪比脉冲信号。它们之间的对应关系如下：Sm³⁺饱和可吸收体光纤的长度越长，则脉冲信号的输出功率越小、周期越长；Sm³⁺饱和可吸收体光纤位于掺杂纤之后，则脉冲信号的脉冲宽度较小、频率较高、功率较大；泵浦功率越大，则脉冲信号的输出功率也越高、脉冲频率越高、输出能量越大。与AOM的主动调Q方案相比，本发明的被动调Q全光纤激光器不仅去除了AOM中的射频驱动，降低了系统的复杂性，减少了由AOM元器件引入的高损耗，同时大大降低了成本，简化了系统结构，提高了系统的稳定性，更有利于实现产品化；

（2）本发明的被动调Q全光纤激光器，在泵浦源与耦合器之间设置Sm³⁺饱和可吸收体光纤泵浦保护器，利用Sm³⁺的吸收特性滤除谐振腔中掺杂纤所产生的ASE光，实现对泵浦源的保护；

（3）本发明的被动调Q全光纤激光器，在振荡级后连接功率放大级，用于对脉冲激光的功率进行放大后输出。

附图说明

图1是本发明实施例1的被动调Q全光纤激光器的结构示意图。

图2是本发明实施例2的被动调Q全光纤激光器的结构示意图。

图3是本发明实施例3的被动调Q全光纤激光器的结构示意图。

图4是本发明实施例4的被动调Q全光纤激光器的结构示意图。

附图标记说明：10、振荡级；11、泵浦源；12、泵浦保护器；13、耦合器；14、第一光栅；15、调Q元件；16、第一掺杂纤；17、第二光栅；18、隔离器；20、放大级；21、泵浦源组；22、合束器；23、第二掺杂纤；24、隔离器；准直器30。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

实施例1