[实用新型]一种2.0微米波段被动锁模超短脉冲全光纤激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种2.0微米波段被动锁模超短脉冲全光纤激光器，属于激光技术以及非线性光学领域。

背景技术

掺铥或铥钬共掺光纤激光器可以发射2.0微米波段的激光，也可实现1.7～2.1微米波段光谱范围的宽调谐，另外，通过上转换方式还可实现其他波段的激光输出。由于2.0微米波段输出的激光正处于人眼安全波段范围内，并且水分子有很强的中红外吸收峰，因此2.0微米波段掺铥或铥钬共掺光纤激光器在人眼安全、激光手术、激光雷达、超快光学等领域有着重要的应用前景。此外，2.5～5.0微米和8.0～12.0微米波段是大气传输中的两个窗口，此波段的激光在激光雷达、光电对抗和激光通讯等军事应用上极其重要，因此高功率2.0微米波段掺铥或铥钬共掺光纤激光器可作为光学参量振荡器(OPO)的泵浦源，从而产生2.5～12.0微米波段范围内的激光输出。目前，国外的研究组已经实现了千瓦量级的2.0微米波段连续掺铥光纤激光器，而国内也有几家单位开展了2.0微米波段掺铥光纤激光器的研究，但绝大部分的研究工作都集中于传统空间结构的连续掺铥光纤激光器的研究，激光系统结构复杂、环境稳定性差、限制了其在某些领域的广泛应用。而全光纤结构、高脉冲能量输出的被动锁模超短脉冲掺铥或铥钬共掺的光纤激光器的研究还未见任何报道。

实用新型内容

本实用新型提出了一种2.0微米波段被动锁模超短脉冲全光纤激光器，利用掺铥或铥钬共掺的稀土掺杂光纤作为增益介质，可饱和吸收体作为被动锁模器件，实现了2.0微米波段高脉冲能量超短激光脉冲输出。该实用新型采用全光纤化结构设计、环境稳定性好，易于实现产业化应用。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。

主要包括激光泵浦源、泵浦合束器、掺铥或铥钬共掺的稀土光纤、环形器、可饱和吸收体、激光分束器、隔离器、光纤光栅、偏振控制器等。

一种2.0微米波段被动锁模超短脉冲全光纤激光器，激光泵浦源连接泵浦合束器的泵浦输入端；泵浦合束器的公共端连接稀土掺杂光纤；稀土掺杂光纤的另一端连接环形器的输入端，反射式结构的可饱和吸收体位于环形器公共端的位置；环形器的输出端连接激光分束器；激光分束器有两路输出，一路作为锁模超短激光脉冲的输出端，另一路与泵浦合束器的信号端相连。激光泵浦源、泵浦合束器、稀土掺杂光纤、环形器、可饱和吸收体、激光分束器一起构成环形腔结构的2.0微米波段被动锁模超短脉冲全光纤激光器。

一种2.0微米波段被动锁模超短脉冲全光纤激光器，激光泵浦源连接泵浦合束器的泵浦输入端；泵浦合束器的公共端连接稀土掺杂光纤；稀土掺杂光纤的另一端连接隔离器；隔离器的另一端与激光分束器的输入端之间设置有透射式结构的可饱和吸收体；激光分束器有两路输出，一路作为锁模超短激光脉冲的输出端，而另一路与泵浦合束器的信号端连接。激光泵浦源、泵浦合束器、稀土掺杂光纤、隔离器、可饱和吸收体、激光分束器一起构成环形腔结构的2.0微米波段被动锁模超短脉冲全光纤激光器。所述的隔离器为偏振无关型。

一种2.0微米波段被动锁模超短脉冲全光纤激光器，激光泵浦源连接泵浦合束器的泵浦输入端；泵浦合束器的公共端连接光纤光栅；光纤光栅的另一端连接稀土掺杂光纤；稀土掺杂光纤的另一端与反射式结构的可饱和吸收体直接耦合；泵浦合束器的信号端作为锁模超短激光脉冲的输出端。激光泵浦源、泵浦合束器、光纤光栅、稀土掺杂光纤、可饱和吸收体一起构成线形腔结构的2.0微米波段被动锁模超短脉冲全光纤激光器。所述的光纤光栅反射光的中心波长为λ；反射率为R，其中：1700nm＜λ＜2100nm；1％＜R＜99％。

一种2.0微米波段被动锁模超短脉冲全光纤激光器，激光泵浦源连接泵浦合束器的泵浦输入端；泵浦合束器的公共端连接稀土掺杂光纤；稀土掺杂光纤的另一端连接激光分束器；激光分束器有两路输出，一路作为锁模超短激光脉冲的输出端，而另一路与偏振控制器的一端相连；偏振控制器的另一端连接隔离器，隔离器的另一端与偏振控制器相连；偏振控制器的另一端连接泵浦合束器的信号端。激光泵浦源、泵浦合束器、稀土掺杂光纤、激光分束器、偏振控制器、隔离器、偏振控制器一起构成环形腔结构的2.0微米波段被动锁模超短脉冲全光纤激光器。所述的隔离器为偏振相关型。

上述的激光泵浦源为半导体激光器、光纤激光器或拉曼激光器，其中：半导体激光器输出激光的中心波长位于700～900nm之间；光纤激光器或拉曼激光器输出激光的中心波长位于1400～1600nm之间。

上述的稀土掺杂光纤为单模光纤或大芯径多模光纤或光子晶体光纤，其掺稀土元素为铥或铥钬共掺。