[发明专利]一种双波长同重频中红外超短脉冲全光纤激光源

说明书

本发明公开了一种双波长同重频中红外超短脉冲全光纤激光源，属于中红外激光技术领域，2.8μm激光经光合束器、氟化物光纤、第一增益光纤、拉锥光纤输入回光合束器构成第一环形腔以生成第一锁模脉冲；1.7μm激光、第一锁模脉冲输入第二增益光纤产生第二锁模激光和第三锁模激光；2.8μm激光、第三锁模脉冲输入第三增益光纤产生第四锁模脉冲和第五锁模脉冲，且第三锁模脉冲与第四锁模脉冲的波长相等，第三增益光纤输出双波长同重频激光。本发明能够解决现有技术中中红外超连续谱源系统复杂，难以在波长超过3.5μm的中红外波段实现高强度超短脉冲激光输出的问题。

技术领域

本发明涉及中红外激光技术领域，尤其涉及一种双波长同重频中红外超短脉冲全光纤激光源。

背景技术

3～20μm中红外波段激光源在医疗领域、大气通信、军事对抗、光谱探测等许多领域都具有极为长远的应用前景，并且覆盖了众多重要分子及原子的吸收峰，近年来，中红外超短脉冲激光器在各个领域都受到了广泛的关注。

目前中红外波段超短脉冲光纤激光主要是基于稀土离子掺杂氟化物光纤作为增益介质，利用主动或者被动(可饱和吸收体或非线性效应等)调制方式来实现，波段主要集中在2.8μm和3.5μm。而在3.5μm以上波段实现超短脉冲，特别是双波长同重频的光纤激光输出仍缺乏较为成熟的技术方案。

中红外超短脉冲在非线性介质中传播时，在色散和多种非线性光学效应的共同作用下，光谱会发生极大的展宽，形成超连续谱激光，近年来，中红外超连续谱激光也吸引了来自各界的关注。在泵浦源方面，传统的固体激光器、波长可调谐光学参量振荡器(OPO)或放大器(OPA)等存在着散热性能差、转化效率低、光束质量差、系统复杂、体积庞大的问题。

发明内容

本发明的目的在于现有中中红外超连续谱源系统复杂，且难以在波长超过3.5μm的中红外波段实现高强度超短脉冲激光输出的问题，提供一种双波长同重频中红外超短脉冲全光纤激光源。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种双波长同重频中红外超短脉冲全光纤激光源，包括第一激光泵浦源、光纤分路器、光合束器、氟化物光纤、光输出耦合器、第一增益光纤、拉锥光纤、第二激光泵浦源、第二增益光纤、光纤环形器、波分复用器、第三增益光纤；

具体地，所述第一激光泵浦源发出的2.8μm激光依次经光纤分路器、光合束器、氟化物光纤、光输出耦合器、第一增益光纤、拉锥光纤输入回光合束器构成第一环形腔，生成第一锁模脉冲并在光输出耦合器第二端口尾纤输出；第二激光泵浦源发出的1.7μm激光输入第二增益光纤从而产生第二直流激光、第三直流激光；所述第一锁模脉冲经光纤环形器第一端口尾纤、光纤环形器第二端口尾纤输入第二增益光纤，在第一锁模脉冲的增益调制作用下，第二增益光纤产生第二锁模脉冲和第三锁模脉冲。

具体地，所述第一激光泵浦源发出的2.8μm激光经光纤分路器输入第三增益光纤，第三增益光纤产生第四直流激光和第五直流激光；第二增益光纤产生的第三锁模脉冲经光纤环形器第二端口尾纤、光纤环形器第三端口尾纤输入第三增益光纤，在第三锁模脉冲的增益调制作用下，第三增益光纤产生第四锁模脉冲和第五锁模脉冲，且第三锁模脉冲与第四锁模脉冲的波长相等，第三增益光纤输出3.5μm以上的同重频超短脉冲经波分复用器第三端口尾纤输出。

具体地，所述第一锁模脉冲为3.1μm超短脉冲，所述第二锁模脉冲为3.1μm超短脉冲，所述第三锁模脉冲为4.6μm超短脉冲；所述第四锁模脉冲为4.6μm超短脉冲，所述第五锁模脉冲为7.5μm超短脉冲。

具体地，所述第二直流激光为3.1μm激光，所述第三直流激光为4.6μm激光；所述第四直流激光为4.6μm激光，所述第五直流激光为7.5μm激光。

具体地，所述第一增益光纤具体为掺Dy³⁺氟化物光纤。

具体地，所述拉锥光纤上涂敷有二维材料，利于第一环形腔锁模的自启动。