[实用新型]光子晶体光纤的双通放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种利用棒状光子晶体光纤实现双通放大的光子晶体光纤的双通放大器。

背景技术

高能飞秒激光具有脉宽窄、峰值功率高、光谱宽度大等优点，在超精细微加工、微光子器件制造、超快非线性光学、太赫兹产生、纳米生物工程、国防激光武器等领域有着广泛的应用。在光纤中获得高能飞秒的激光输出，一般采用啁啾脉冲放大技术，但是由于光纤自身结构的限制，其模场直径比较小，百微焦甚至毫焦的高能超短脉冲在传播过程中，非线性积累大，易导致最终放大之后的脉冲很难被有效的压缩得到高信噪比的超短飞秒脉冲。

光子晶体光纤具有大的模场面积，目前其模场直径最大可以达到100μm左右，且泵浦吸收效率高，可实现信号放大的高增益，具有保偏输出特性和近衍射极限的光束质量输出，同时其激光损伤阈值高，是理想的超短脉冲放大的增益介质。

目前比较常见的棒状光子晶体光纤的放大方式为单通放大器，其基本光路如图1所示，信号端，透镜31将信号光聚焦耦合进入棒状光子晶体光纤32，经过双色镜34反射出去。该单通放大器的泵浦端采用后向泵浦，泵浦光透过凸透镜36和凸透镜33耦合进入棒状光子晶体光纤，在凸透镜36和凸透镜33之间垂直设置双色镜34、35。双色镜34、35对1030nm的信号光高反，对976nm的泵浦光高透，双色镜34、35垂直放置，一方面作为放大光的隔离，防止放大的激光进入泵浦LD激光器，破坏泵浦LD激光器，另一方面作为放大光的导出镜。这种单通放大器是目前比较成熟的技术，但是，其主要缺点是不能充分的利用棒状光纤的放大能力，放大增益较低。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种光子晶体光纤的双通放大器，以有效解决现有技术存在的问题。

一种光子晶体光纤的双通放大器，其包括：沿第一轴同轴依次设置的半波片(1)、偏振片(2)、第一透镜(3)、棒状光子晶体光纤(5)、第二透镜(6)和第一双色镜(9)，以及沿第二轴同轴设置的四分之一波片或45°旋光器(7)和凹面反射镜(8)，所述第一轴和所述第二轴相交于所述第一双色镜(9)朝向所述棒状光子晶体光纤(5)的入射面，且所述第一双色镜(9)同时位于所述第二轴；

泵浦端的泵浦光经过所述第一双色镜(9)后，被所述第二透镜(6)聚焦耦合到所述棒状光子晶体光纤(5)中；

信号端的信号光依次经过所述半波片(1)和所述偏振片(2)后，由所述第一透镜(3)聚焦耦合至所述棒状光子晶体光纤(5)并穿过所述棒状光子晶体光纤(5)，所述信号光在所述棒状光子晶体光纤(5)中结合泵浦光进行第一次放大，然后，经过一次放大的信号光通过所述第二透镜(6)，再经过所述第一双色镜(9)，并被所述第一双色镜(9)反射至所述四分之一波片或45°旋光器(7)，经过所述四分之一波片或45°旋光器(7)后，被所述凹面反射镜(8)原路反射回所述四分之一波片或45°旋光器(7)，再次经过所述四分之一波片或45°旋光器(7)后被所述第一双色镜(9)反射并再次经所述第二透镜(6)聚焦耦合返回穿过所述棒状光子晶体光纤(5)，经过一次放大的信号光在所述棒状光子晶体光纤(5)中结合泵浦光进行第二次放大，之后经过二次放大的信号光再次经过所述第一透镜(3)和所述偏振片(2)，最后被所述偏振片(2)反射输出。

本实用新型一较佳实施方式中，所述第一轴和所述第二轴垂直相交。

本实用新型一较佳实施方式中，还包括同轴设置于所述第一透镜(3)和所述棒状光子晶体光纤(5)之间的球面反射镜(4)，所述球面反射镜(4)将穿过所述棒状光子晶体光纤(5)的泵浦光反射回所述棒状光子晶体光纤(5)中。

本实用新型一较佳实施方式中，所述球面反射镜(4)的球面中心位于所述棒状光子晶体光纤(5)朝向所述偏振片(2)的端面。

本实用新型一较佳实施方式中，还包括同轴设置于所述第一双色镜(9)接收泵浦光的一侧的第二双色镜(10)，所述第二双色镜(10)和所述第一双色镜(9)之间成V型设置。

本实用新型一较佳实施方式中，所述第一双色镜(9)和所述第二双色镜(10)均对信号光高反、对泵浦光高透，且相互之间垂直设置。

本实用新型一较佳实施方式中，还包括第三透镜(11)，其同轴设置于所述第二双色镜(10)接收泵浦光的一侧。

本实用新型一较佳实施方式中，所述第二透镜(6)、所述第一双色镜(9)、所述第二双色镜(10)和所述第三透镜(11)设置于同一个镜筒中。