[发明专利]一种双谐振腔全光纤锁模脉冲激光器

权利要求书

1.一种双谐振腔结构的全光纤锁模脉冲激光器，其特征在于：该激光器包括泵浦及相关装置、激光谐振腔、增益光纤、可饱和吸收元件和激光输出装置；

激光谐振腔为线形结构；整个激光器的谐振腔分为谐振腔Ⅰ和谐振腔Ⅱ两部分，其中谐振腔Ⅰ为激光器的外腔，谐振腔Ⅱ为激光器的内腔；谐振腔Ⅰ为线形谐振腔；谐振腔Ⅱ为线形谐振腔；谐振腔Ⅰ与谐振腔Ⅱ的各对反射型光纤布拉格光栅间置有增益光纤；可饱和吸收体(5)置于谐振腔Ⅱ中，它具有快速可饱和吸收特性，即透过率随光强的增加而增加的特性，光强较强的部分通过可饱和吸收元件时损耗小透过率高，光强较弱的部分通过可饱和吸收元件时损耗大，透过率低，从而产生脉冲输出；泵浦光首先射入谐振腔Ⅰ的增益光纤中产生连续激光，随后连续激光进入谐振腔Ⅱ中泵浦谐振腔Ⅱ的增益光纤，并通过可饱和吸收元件的可饱和吸收作用产生脉冲激光，之后此激光进入谐振腔Ⅰ中得到放大，最终通过激光输出装置输出高功率脉冲激光；

泵浦及相关装置包括泵浦源(1)和光纤合束器(2)；激光谐振腔包括反射型光纤布拉格光栅，反射型光纤布拉格光栅包括第一反射型光纤布拉格光栅(6)、第二反射型光纤布拉格光栅(7)、第三反射型光纤布拉格光栅(8)和第四反射型光纤布拉格光栅(9)；

增益光纤包括第一增益光纤(3)和第二增益光纤(4)；第一增益光纤(3)置于谐振腔Ⅱ内，第二增益光纤(4)置于谐振腔Ⅱ外谐振腔Ⅰ内；可饱和吸收元件包括可饱和吸收体(5)；激光输出装置包括光隔离器(10)；

第一反射型光纤布拉格光栅(6)、第二反射型光纤布拉格光栅(7)构成谐振腔Ⅱ，谐振腔Ⅱ中包含第一增益光纤(3)和可饱和吸收体(5)；第三反射型光纤布拉格光栅(8)、第四反射型光纤布拉格光栅(9)构成谐振腔Ⅰ，谐振腔Ⅱ外谐振腔Ⅰ内包含第二增益光纤(4)；

泵浦源(1)产生泵浦光，通过光纤合束器(2)耦合进入谐振腔Ⅰ中，在第二增益光纤(4)的作用下产生连续的激光；之后谐振腔Ⅰ产生的连续激光进入谐振腔Ⅱ中泵浦第一增益光纤，并受到谐振腔Ⅱ中可饱和吸收元件的作用产生脉冲激光，之后谐振腔Ⅱ产生的脉冲激光再次进入谐振腔Ⅰ，经过谐振腔Ⅰ的放大，最终通过光隔离器(10)实现高功率脉冲激光输出。

2.根据权利要求1所述的一种双谐振腔结构的全光纤锁模脉冲激光器，其特征在于：所述的第一反射型光纤布拉格光栅(6)与第二反射型光纤布拉格光栅(7)采用同一波长参数，反射率不同；第三反射型光纤布拉格光栅(8)与第四反射型光纤布拉格光栅(9)采用同一波长参数，反射率不同。

3.根据权利要求2所述的一种双谐振腔结构的全光纤锁模脉冲激光器，其特征在于：所述第一反射型光纤布拉格光栅(6)与第三反射型光纤布拉格光栅(8)换成全反镜(12)。

4.根据权利要求1所述的一种双谐振腔结构的全光纤锁模脉冲激光器，其特征在于：所述泵浦源(1)是半导体激光器、固体激光器、气体激光器、光纤激光器或拉曼激光器，输出泵浦光的中心波长的范围为：700nm-2000nm；泵浦方式是纤芯单端泵浦、纤芯双端泵浦、包层单端泵浦或包层双端泵浦；所述光纤合束器(2)是偏振光合束器或非偏振光合束器中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种双谐振腔结构的全光纤锁模脉冲激光器，其特征在于：所述第一增益光纤(3)和第二增益光纤(4)是掺有稀土元素的光纤或光子晶体光纤，其中掺杂的稀土元素是镱、铒、钬、铥、钐、铋中的一种或几种；所述可饱和吸收体(5)是石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、拓扑绝缘体中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种双谐振腔结构的全光纤锁模脉冲激光器，其特征在于：装置内组成谐振腔Ⅰ的第三反射型光纤布拉格光栅(8)、第四反射型光纤布拉格光栅(9)的任意一个由全反镜(12)代替构成谐振腔Ⅰ。