[发明专利]一种锁模光纤激光器及脉冲激光产生方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域，具体而言，涉及一种锁模光纤激光器及脉冲激光产生方法。

背景技术

锁模光纤激光器作为超短脉冲激光系统的前端种子源，是超短脉冲激光系统的关键，其基本性能指标和稳定性指标直接影响着系统的稳定可靠性。其中，锁模光纤激光器的自启动免维护功能是其实现工业化的必然要求。自启动是指锁模激光器可实现开机即启动，输出锁模脉冲。免维护是指锁模激光器可在各种复杂环境下实现锁模脉冲输出，如高温、低温、振动、高湿等恶劣环境。目前的锁模光纤激光器一般采用恒温控制(即利用恒温控制，抵御因温度引起的脉冲失锁)、电动控制和固化封装等实现锁模光纤激光器的免维护功能。然而，此类方法虽能实现锁模光纤激光器的工程化应用，但是结构复杂，免维护可靠性差。因此，锁模光纤激光器作为一种重要的超短脉冲激光输出装置，需要从锁模光纤激光器结构的设计入手，提高锁模光纤激光器的免维护功能的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锁模光纤激光器及脉冲激光产生方法，通过对锁模光纤激光器自身结构的设计，有效地保证锁模光纤激光器的免维护功能的可靠性，以改善上述的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供的一种锁模光纤激光器，用于输出脉冲激光，包括：泵浦源和锁模激光谐振腔，所述锁模激光谐振腔包括依次耦合的反射部件、增益光纤、保偏滤波器和用于锁模的可饱和吸收镜；

所述泵浦源发出的泵浦光进入所述增益光纤生成信号光；

所述信号光经所述保偏滤波器处理为预设偏振方向和预设波长范围的信号光后进入所述可饱和吸收镜；

所述预设偏振方向和预设波长范围的信号光经过所述可饱和吸收镜锁模后返回所述保偏滤波器；

返回所述保偏滤波器的信号光再次进入所述增益光纤，经所述增益光纤放大后输入至所述反射部件；

经所述增益光纤放大后的信号光中满足所述反射部件透射条件的部分输出。

结合第一方面，本发明实施例还提供了第一方面的第一种可能实施方式，其中，所述保偏滤波器包括起偏器、带通滤光片和壳体，所述起偏器和所述带通滤光片均位于所述壳体内，所述带通滤光片的中心波长与所述脉冲激光的中心波长一致，所述起偏器用于将进入保偏滤波器的信号光调整为预设偏振方向的信号光，所述带通滤光片用于将进入所述保偏滤波器的信号光调整为预设波长范围的信号光。

结合第一方面的第一种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第二种可能实施方式，其中，所述保偏滤波器还包括第一准直透镜和第二准直透镜，所述第一准直透镜与所述第二准直透镜均位于所述壳体内，所述起偏器和所述带通滤光片位于所述第一准直透镜和所述第二准直透镜之间，所述第一准直透镜、所述带通滤光片、所述起偏器及所述第二准直透镜的光轴重合，所述第一准直透镜通过第一光纤与所述增益光纤耦合，所述第二准直透镜通过第二光纤与所述可饱和吸收镜耦合。

结合第一方面或第一方面的第一种可能实施方式或第一方面的第二种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第三种可能实施方式，其中，所述锁模光纤激光器还包括波分复用器，所述波分复用器设置在所述锁模激光谐振腔外，所述波分复用器包括第一信号端和合束端，所述合束端与所述反射部件通过第三光纤耦合，所述第一信号端与所述泵浦源耦合，所述泵浦光进入所述第一信号端，从所述合束端输出至所述反射部件，从所述反射部件透过进入所述增益光纤。

结合第一方面的第三种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第四种可能实施方式，其中，所述锁模光纤激光器还包括光隔离器，所述波分复用器还包括第二信号端，所述光隔离器与所述第二信号端耦合。

结合第一方面的第四种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第五种可能实施方式，其中，所述反射部件与所述增益光纤之间通过第四光纤耦合，所述第三光纤和所述第四光纤均为保偏光纤。

结合第一方面或第一方面的第一种可能实施方式或第一方面的第二种可能实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第六种可能实施方式，其中，所述锁模光纤激光器还包括波分复用器，所述波分复用器设置在所述锁模激光谐振腔内，所述光耦合器包括第一信号端、第二信号端和合束端，所述合束端与所述增益光纤耦合，所述第一信号端与所述泵浦源耦合，所述第二信号端与所述反射部件耦合。