[发明专利]基于微纳光纤起偏器的全光纤锁模激光器

说明书

本发明公开了一种基于微纳光纤起偏器的全光纤锁模激光器。泵浦源的输出端与波分复用器的输入端相连，波分复用器的输出端与掺铒光纤一端连接，掺铒光纤的另一端与光耦合器的输入端相连；光耦合器的10％输出端与光谱仪连接，其90％输出端与偏振非相关隔离器的输入端连接；第一偏振控制器的一侧与偏振非相关隔离器的输出端相连，另一侧与微纳光纤起偏器的输入端相连，微纳光纤起偏器的输出端连接第二偏振控制器的一侧，该偏振控制器的另一侧与波分复用器的输入端相连。本发明所述的微纳光纤起偏器的线性偏振消光比(LPER)约为15dB，基于此起偏器的全光纤锁模激光器能产生脉冲持续时间为0.92ps的稳定脉冲序列。

技术领域

本发明涉及一种锁模激光器，尤其涉及一种基于微纳光纤起偏器的全光纤锁模激光器。

背景技术

超快脉冲以其不可替代的优势被广泛应用于精密测量、光通信和非线性光学等诸多领域，被动锁模光纤激光器因其非常适合于超快脉冲的产生，而引起人们的广泛关注。在此之前，许多诸如非线性光学环镜(NOLM)、半导体可饱和吸收体(SA)及非线性偏振旋转(NPR)等各种锁模技术已被提出，并得到了一定发展。总体而言，NOLM技术难以精确调节，并且需要8字腔；由半导体、石墨烯或拓扑绝缘体制备的可饱和吸收体难以进行生产，且高度依赖于材料的特性；NPR技术具有调制深度大、响应时间短等优点，可在光纤环形腔内产生超快脉冲，然而，传统的NPR技术中采用的体光偏振器阻碍了被动锁模光纤激光器的进一步小型化和集成化。为解决这些问题，人们提出并研制了光纤起偏器。到目前为止，已经提出并制造了45°倾斜光纤光栅和一段偏振光纤器件，这需要复杂的生产工艺。

偏振是光场的重要参量。在光纤中，光的偏振状态可能随着传播距离而发生改变。对光纤中偏振态的调制、控制、检测等技术在光纤应用中具有重要的作用。为提高光纤器件的集成度，研究人员发展了光纤起偏器。其基本原理在于通过控制光纤中的倏逝场传播特性，使一种偏振态低损耗乃至无损耗传输，而另一偏振态的损耗较大，无法有效传输。目前，研究人员以利用双包层单模光纤、各向异性的晶体材料包层等方法实现了高性能、高集成度的光纤起偏器。

近年来，微纳米尺度光纤(micro/nano-fiber)迅速发展。与通讯用光纤相比，微纳光纤的纤芯尺度更小，只有几个um，乃至几百个nm。微纳光纤具有强倏逝场、强光约束能力、相对较低的损耗和很好的柔韧性等优点，因而受到很大的关注。因为可实现低损耗的小半径弯曲光波导，例如半径小至5um，为进一步缩小光学器件提供了可能，所以微纳光纤已成为制作微型光学器件基本材料之一。基于微纳光纤的各种微型光学器件不断被报道，如马赫-曾德尔干涉仪、全光纤可调谐的谐振腔、小型激光器、全光开关、Add-Drop滤波器、快速微型传感器等。

起偏器是将入射光按其偏振特性进行分离的光学器件，主要应用于需要对偏振态进行有效控制的光学系统中，例如相干光学通信和干涉式光学传感器等。微纳光纤已经应用于这些领域。因此，也有需要制作和研究用于激光器锁模的微纳光纤起偏器。同时，传统激光器锁模技术存在难以精确调节、锁模不稳定等问题。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于微纳光纤起偏器的全光纤锁模激光器，该激光器能够稳定锁模，精确调节输出，同时基于微纳光纤起偏器的结构实现了激光器的全光纤配置。

技术方案：本发明所采用的技术方案是一种基于微纳光纤起偏器的全光纤锁模激光器，包括泵浦源、波分复用器、掺铒光纤、10:90耦合器、光谱仪、偏振非相关隔离器、第一偏振控制器、微纳光纤起偏器和第二偏振控制器；上述各部件通过光纤连接，10:90耦合器的10％端口为该激光器的输出；