[发明专利]一种2μm耗散孤子共振锁模光纤激光器

说明书

本发明提供了一种2μm耗散孤子共振锁模光纤激光器，包括泵浦源以及由波分复用器、掺铥光纤、光隔离器、光纤耦合器、滤波器和光纤非线性环形反射镜用单模光纤连接成的光纤环形腔；其中光纤非线性环形反射镜是将一个光纤耦合器的两个输出端口通过一个氟化物(ZBLAN)超平坦色散补偿光子晶体光纤互相连接而成。本发明的有益效果是：本发明光纤激光器采用全光纤结构，光束质量高，便于熔接稠合，维护方便；本发明的光纤激光器可以通过调节泵浦光以及腔内不同参数的特性来实现输出2μm耗散孤子共振脉冲。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种2μm耗散孤子共振锁模光纤激光器。

背景技术

近年来，由于在光谱学、激光雷达、材料加工等领域的广泛应用，2μm激光器受到了广泛的关注。由于掺铥光纤可以作为增益媒介人们已经在这个领域对诸如高功率、锁模、Q开关、波长可调谐、超连续等各种2μm光纤激光器进行了全面的研究。更具体地说，由于掺铥光纤具有较大的增益范围，在未来高数据速率和高容量光纤光通信方面，2μm波段也具有很大的潜力。

由于超短脉冲光源在光通信、光学传感、非线性光学、工业和医药等方面的广泛应用，被动锁模技术作为超短脉冲光源已经激发了人们浓厚的研究兴趣。一般来讲，我们利用SESAM、NPR、NOLM、NALM在光纤激光器中获得被动锁模脉冲。由于被动锁模脉冲拥有高峰值功率,所以被动锁模光纤激光器被认为是观察锁模脉冲非线性动力学的有力平台。因此，我们对通过设计激光腔结构和选择腔内参数去研究非线性现象有着非常大的兴趣。目前，在光纤激光器中，不同的孤子动力学和形成过程已被观察到，比如:传统孤子、类噪声孤子、矢量孤子、自相似脉冲演化、束缚态孤子、耗散孤子等等。然而，上述的各种孤子有一个共同特性，由于高非线性效应，这些孤子随着脉冲能量的提高会发生多脉冲现象。人们将大模场微结构增益光纤用到光纤激光器中作为降低高非线性效应的解决方案，并用来获得高能量脉冲。但是，单模场光纤很难直接与传统单模光纤熔接在一起,这使得光纤激光器不是全光纤结构。为了获得更高的脉冲能量，能实现无波分裂的脉冲锁模机制无疑具有巨大的潜力。因此，从实现高能脉冲和全光纤谐振腔设计出发，没有脉冲分裂现象的新的孤子运行机制必须开发。

最近，为了从光纤激光器中获得高能量而没有脉冲分裂的脉冲，通过对复杂的金兹堡-朗道方程框架里的参数适当选取，产生了一种叫做耗散孤子共振的新概念的孤子。耗散孤子共振现象的特点是没有脉冲分裂，脉冲宽度和能量随着泵浦的增加而增加的时候，脉冲的振幅保持不变，这表明在耗散孤子共振区域的脉冲是矩形的。具有耗散孤子共振的超短脉冲理论上其脉冲能量可以为无穷大。因此能实现耗散孤子共振脉冲输出的锁模光纤激光器具有很大的应用和研究价值。

发明内容

为了克服非线性效应导致的脉冲分裂对光纤锁模激光器输出的脉冲能量限制，本发明提供了一种2μm耗散孤子共振锁模光纤激光器，可实现在2μm输出无脉冲分裂的耗散孤子共振脉冲。光束质量高，便于熔接耦合，维护方便。

一种2μm耗散孤子共振锁模光纤激光器，包括：泵浦源(1)和光纤环形腔；

泵浦源(1)，通过光学激励，产生793nm波长的泵浦光脉冲；

光纤环形腔，包括：第一波分复用器(2)、掺铥光纤(3)、第二波分复用器(4)、光隔离器(5)、第一光纤耦合器(6)、光纤非线性环形反射镜和滤波器(9)；其中，光纤非线性环形反射镜包括：第二光纤耦合器(7)和氟化物超平坦色散补偿光子晶体光纤(8)，第二光纤耦合器(7)的第一输出端口(7c)与第二输出端口(7d)通过氟化物超平坦色散补偿光子晶体光纤(8)连接；