[发明专利]一种2微米波段可调谐铥钬共掺锁模全光纤激光器

说明书

本发明请求保护一种微米波段可调谐铥钬共掺锁模全光纤激光器，属于激光技术以及非线性光学领域。主要包括激光泵浦源、波分复用器、铥钬共掺光纤、环形器、隔离器、可饱和吸收体、可饱和吸收镜、耦合器、偏振控制器、滤波器、无源光纤等。本发明利用铥钬共掺光纤作为增益介质，可饱和吸收体或可饱和吸收镜作为被动锁模器件，再通过改变可调谐滤波器的透过波长，实现了2微米波段、波长可调谐、短脉冲的输出。本发明的整个结构实现了全光纤焊接，具有结构简单、环境稳定性好、效率高等优点，易于实现产业化应用。

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，特别是一种2微米波段可调谐铥钬共掺锁模全光纤激光器。

背景技术

光纤激光器是以掺杂稀土元素的光纤作为增益介质的激光器，通过掺杂铒、镱、铥、钬等不同的稀土元素，可以使光纤激光器的工作波段覆盖到中红外波段。与半导体激光器相比，光纤激光器具有体积小、阈值低、效率高、光束质量好、无需调整光路等优点。其中，2微米光纤激光器由于其输出波长接近羟基H-O的吸收峰，处于人眼安全范围内，所以在激光手术、激光雷达、超快光学等领域有着重要的前景。近年来，随着光纤激光器的相关研究不断深入，2微米光纤激光器在工业、医学、通信等领域的应用已经越来越广泛。然而，现在的2微米光纤激光器大多数只有一个中心波长，并且泵浦效率比较低，这样便会增加系统的运营成本和备份成本，而可调谐铥钬共掺锁模全光纤激光器可以实现用一个可调谐光纤激光器代替多个固定波长的光纤激光器，同时，使用铥钬共掺光纤作为增益介质还具有低阈值、泵浦效率高等特点，此种可调谐光纤激光器也可以作为可调谐高功率光纤激光器的种子源。

发明内容

本发明的目的在于解决上述提到的光纤激光器中存在的问题，提出了一种2微米波段可调谐铥钬共掺锁模全光纤激光器。本发明利用铥钬共掺光纤作为增益介质，可饱和吸收体或可饱和吸收镜作为被动锁模器件，再通过改变可调谐带通滤波器的透过波长，实现了2微米波段、波长可调谐、短脉冲的输出。本发明的优点在于整个结构实现了全光纤焊接，具有结构简单、环境稳定性好等优点，易于实现产业化应用。本发明的技术方案如下：

一种2微米波段可调谐铥钬共掺锁模全光纤激光器，其包括：用于产生激光的激光泵浦源、用于将泵浦激光耦合到环形腔当中的波分复用器、用于产生2微米激光的铥钬共掺光纤、用于调整偏振的偏振控制器、用于锁模的被动锁模器件、用于选择输出激光波长的滤波器及用于对功率进行分配的耦合器；其中

所述激光泵浦源连接波分复用器的泵浦输入端，波分复用器的合束端口连接铥钬共掺光纤的一端，铥钬共掺光纤的另一端连接偏振控制器的输入端，偏振控制器的输出端连接被动锁模器件的输入端，被动锁模器件的输出端连接滤波器的输入端，滤波器的输出端与耦合器的输入端相连，耦合器的输出端有两路，一路作为锁模超短脉冲激光脉冲的输出端，另一路与波分复用器的信号端相连，其中各部件之间均通过无源光纤进行连接。

进一步的，所述被动锁模器件包括：用于锁模的可饱和吸收体或可饱和吸收镜，当被动锁模器件为可饱和吸收体时，所述可饱和吸收体与滤波器之间还设置有隔离器；当被动锁模器件为可饱和吸收镜时，在所述偏振控制器与滤波器之间还设置有环形器，偏振控制器的输出端连接环形器的输入端，环形器的输出端连接滤波器的输入端，可饱和吸收镜位于环形器公共端的位置。

进一步的，所述的连接各个部件的无源光纤采用的均为同种的专门用于传播2微米光的无源光纤，并且各部件之间均采用纤芯对齐的方式直接熔接在一起。

进一步的，所述铥钬共掺光纤为单模单包层铥钬共掺光纤作为增益介质，单模单包层铥钬共掺光纤的纤芯直径为9μm，包层直径为125μm，数值孔径为0.16。

进一步的，所述滤波器的调节精度为0.01nm，调谐范围为1750nm-2100nm之间，光纤耦合器采用1*2结构、分光比为30:70。