[发明专利]一种超连续谱光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光器，具体地指一种由基于主振荡功率放大（MOPA）结构的皮秒脉冲激光器泵浦产生超连续谱的光纤激光器。

背景技术

超连续谱是指强短脉冲通过非线性介质时，由于一系列非线性效应与光纤的群速度色散的共同作用而使脉冲频谱展宽的一种现象。超连续谱光源由于其带宽大、稳定性好、重复频率由泵浦光源决定这些特点，使其在光学相干成像、频率测度、光学仪器测试、光纤陀螺、超短脉冲产生以及材料光谱学、环境测量、光纤传感、光计量学、激光光谱学、生物医学及光学采样等很多领域拥有重要的应用价值，前景十分看好。

目前，光纤激光器的迅速发展为超连续谱的产生提供了更多选择，例如公开号为CN 102244355A的中国发明专利申请《脉宽可调的增益开关型皮秒脉冲种子源》提及了基于MOPA结构的光纤激光器，它通过放大高质量的种子光来得到相同模式的高功率激光，转化效率高，输出的激光质量好、稳定度高。采用该泵浦源产生单模、单偏振态的皮秒脉冲激光，具有重复频率可调、高精度、高功率、低热损伤率等性能。采用此种泵浦源产生的超连续谱将同样具有重复频率可调、高功率、单模、单偏振态等特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种超连续谱光纤激光器，其输出具有光谱宽、功率高、单模、重复频率可调的特点，且为全光纤系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种超连续谱光纤激光器，包括依次连接的泵浦源、光纤放大器及光子晶体光纤（PCF），所述泵浦源为增益开关型皮秒脉冲种子源；所述增益开关型皮秒脉冲种子源包括由保偏光纤连接的增益开关激光器、光纤耦合器、单纵模锁定装置和啁啾补偿模块，增益开关激光器的输出端通过光纤耦合器分别与单纵模锁定装置和啁啾补偿模块连接。

上述技术方案中，所述单纵模锁定装置为DFB半导体激光器或者可调光栅。

上述技术方案中，所述啁啾补偿模块为啁啾光栅或者啁啾补偿全固光子带隙光纤。

上述技术方案中，所述增益开关激光器由依次连接的电脉冲发生器、信号放大器、直流偏置电流源和F-P半导体激光器构成。

上述技术方案中，所述光纤放大器包括依次设置的一级单模泵浦放大器、二级多模泵浦放大器和三级多模泵浦放大器。

进一步地，所述一级单模泵浦放大器为单向泵浦或者双向泵浦的第一保偏型掺稀土光纤；所述二级多模泵浦放大器为单向泵浦或者双向泵浦的第二保偏型掺稀土光纤；所述三级多模泵浦放大器为单向泵浦或者双向泵浦的第三保偏型掺稀土光纤。

更进一步地，所述二级多模泵浦放大器和/或三级多模泵浦放大器为侧向泵浦光纤结构的光纤。

上述技术方案中，所述光子晶体光纤的直径为120~130μm，光子晶体光纤的纤芯直径为4~5μm，光子晶体光纤的零色散点为1020~1050μm、填充率为0.2~0.8。

进一步地，所述光子晶体光纤的直径为125μm，光子晶体光纤的纤芯直径为4.5μm，光子晶体光纤的零色散点为1040μm、填充率为0.4。

进一步地，所述光子晶体光纤为保偏光纤。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用了增益开关型皮秒脉冲种子源，其产生的种子光重复频率可调，且为皮秒量级，并且是单模、单偏振光，经三级放大后功率能够达到100w，再通过光子晶体光纤后，得到的超连续谱激光特性与种子光一致，谱宽为400nm~2.2μm，且功率最高可达到40W，光-光转化效率可达70%；整个设备为全光纤结构，没有复杂的光学对准器件，无需水冷，结构简单紧凑，适宜工业化生产及应用。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1激光器输出的光谱图。