[发明专利]一种连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信和光电子技术领域，特别是一种连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器。

背景技术

光纤激光器具有光束质量好、效率高、稳定性好、结构紧凑、成本低廉、易于散热、易于实现高功率、易维护多种特点,受到人们的广泛关注。尤其是具有高光束质量、高输出功率、高稳定性的调、锁模脉冲光纤激光器，在生物医疗、激光通信、激光测距、激光武器、激光加工等多种领域有着广阔的应用前景。在现代众多的应用领域，特别是光学频率梳和光纤授时领域中，需要低时域抖动、高重复频率的飞秒脉冲。利用飞秒激光频率梳进行频率测量，需要得到信噪比较高的拍频信号，这就要求飞秒激光频率梳的每根光梳都有尽量高的功率，在飞秒激光总输出功率一定的情况下，重复频率越高，梳齿之间的距离越大，每根光梳获得的功率就越高。所以，如何获取高重复频率的飞秒激光光源就成为人们非常关心的问题,例如用于频率标准的钛宝石飞秒激光器的典型重复频率就1GHz左右在基于光纤传输网络的授时及同步领域中，也需要用到低时域抖动、高重复频率的飞秒光纤激光器。计算表明，光纤授时的时延抖动与激光器的重复频率成反比，因此提高飞秒激光器的重复频率成为降低光纤授时时延抖动的关键技术之一。

锁模技术可以实现高峰值功率的飞秒或皮秒量级的脉冲输出,调Q技术可以产生脉宽和重复频率可调谐的激光脉冲输出。传统的调技术是通过在腔内加入声光、电光调制器或固态可饱和吸收体等自由空间元件实现,抗环境干扰能力差,而光纤与非光纤器件的熔接会增加谐振腔的损耗、降低系统的稳定性,不利于系统集成设计及产业化推广应用。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器。

本发明的技术方案：

一种连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器，由第一波长可调谐窄线宽单频激光器、第二波长可调谐窄线宽单频激光器、3*3光纤耦合器、偏振控制器、半导体光放大器、偏振相关隔离器、可调谐带通滤波器、铒镱共掺光纤放大器组成，其中3*3光纤耦合器共有六个端口a、b、c、d、e、f，其余器件均有两个端口；第一波长可调谐窄线宽单频激光器和第二波长可调谐窄线宽单频激光器分别与3*3光纤耦合器的a端口和b端口相连，3*3光纤耦合器的f端口与偏振控制器的一端相连，偏振控制器的另一端与半导体光放大器的一端相连半导体光放大器的另一端与偏振相关隔离器的输入端相连，偏振相关隔离器的输出端与可调谐带通滤波器的输入端相连，可调谐带通滤波器的输出端与铒镱共掺光纤放大器的输入端相连，铒镱共掺光纤放大器的输出端与3*3光纤耦合器的c端口相连；3*3光纤耦合器、偏振控制器、半导体光放大器、偏振相关隔离器、可调谐带通滤波器、铒镱共掺光纤放大器构成一个闭合回路形成谐振腔，第一波长可调谐窄线宽单频激光器和第二波长可调谐窄线宽单频激光器通过3*3光纤耦合器向半导体光放大器注入激光，使半导体光放大器产生四波混频或者增益色散；3*3光纤耦合器的d、e端口分别作为激光器的输出端口连接示波器和光谱仪用来检测波形和光谱。

所述的连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器，将半导体光放大的驱动电流调整至500mA,铒镱共掺放大器的驱动功率为150mW,并调整偏振控制器,使所述连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器处于锁模状态，此时，将第一波长可调谐窄线宽单频激光器和第二波长可调谐窄线宽单频激光器通过3*3光纤耦合器向半导体光放大器注入激光，并调整可调谐滤波器，使两个激光器的波长在其通带范围内，通过调谐两个激光器的波长使得它们输出的波长和谐振腔的两个模式重合，并使得这两个模式振荡加强、稳定，同时由于四波混频作用，产生相同频率差的新频率；两个激光器的频率差即为一种连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器的重复频率，并通过调谐第一波长可调谐窄线宽单频激光器和第二波长可调谐窄线宽单频激光器的波长差，改变一种连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器的重复频率，并使得脉冲重复频率达到上百GHz。

所述的连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器，将半导体光放大器的驱动电流调整至500mA,铒镱共掺放大器的驱动功率为150mW,并调整偏振控制器,使所述连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器处于调Q状态，此时，第一波长可调谐窄线宽单频激光器的激光注入到半导体光放大器中，第二波长可调谐窄线宽单频激光器关闭，同时调谐第一波长可调谐窄线宽单频激光器的波长在可调谐带通滤波器通带以外，以避免引入新的振荡由于交叉增益调制作用，注入光会对调Q激光器的谐振腔增益产生影响，进而影响激光器的脉冲重复频率和脉冲宽度，并使输出脉冲是亮脉冲或者是暗脉冲。