[发明专利]基于硫化锌的锁模脉冲光源及制备方法

说明书

本发明涉及基于硫化锌的锁模脉冲光源及制备方法，主要涉及激光器技术领域，本申请通过将可饱和吸收材料设置为硫化锌，锁模前的激光强度会随机变化，随机产生的光强只有足够大的时候会透射出可饱和吸收体，在激光器腔中振荡。此过程不停的重复，使得高强度的激光被放大，而低强度的光被吸收。由于硫原子的第一性原理，即硫原子的缺陷导致了整体材料的带隙降低，振荡多次之后，脉冲逐渐被压缩，获得的脉冲带宽为4.4nm，脉冲宽度仅为1.31ps的传统孤子，脉冲间隔为172ns，进而使得该激光器的带宽变得更宽，脉冲宽度变窄，脉冲间隔变大，从而使得激光器输出稳定，进而使得该激光器具有高的损伤阈值，可以获得多种不同类型的孤子。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，主要介绍一种基于硫化锌的锁模脉冲光源及制备方法。

背景技术

近年来，因为超短脉冲光纤激光器在光纤通信、材料加工、生物医学、光谱学、非线性光学、光学频率计量学等方面的应用，引起了广泛关注。大多数超短脉冲激光器是靠可饱和吸收体(SA)这种非线性光学调制元件将连续波处理成超短脉冲而实现，如此一来，SA的选取就显得尤为重要。过期几十年里有各种各样的的SA应用于超短脉冲的产生，例如石墨烯、黑膦、碳纳米管(CNTs)、过渡金属硫化物(TMDs)、可饱和吸收镜(SESAMs)、拓扑绝缘体(TIs)等。而这些SA都各自有着缺点，SESAMs除了制作工艺复杂、价格昂贵以外它的工作带宽窄，仅限于几十个纳米。CNTs的直径会直接影响超短脉冲的输出，而黑磷在空气中不稳定，易被氧化，同样也是SA的一项挑战。石墨烯与之相比是作为SA最好的选择，但是单层石墨烯调制深度低，脉冲能量和持续时间受限。对于TMDs来说，调制深度高，脉冲能量与持续时间较石墨烯来说改善很多，但是其制作工艺复杂，常使用化学气相沉积法制备(CVD)，促使研究人员寻找更易制备和性能优良的SA。

但是，现有技术的制作工艺复杂，不稳定，易被氧化的缺点，使得现有技术中的超短脉冲光纤激光器使用寿命短，进而使得投资成本高。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于硫化锌的锁模脉冲光源及制备方法，以解决现有技术中制作工艺复杂，不稳定，易被氧化的缺点，以及现有技术中的超短脉冲光纤激光器使用寿命短，投资成本高的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于硫化锌的锁模脉冲光源，锁模脉冲光源包括：泵浦源、波分复用器、增益铒纤、隔离器、可饱和吸收体、偏振控制器和耦合器；波分复用器、增益铒纤、隔离器、可饱和吸收体、偏振控制器和耦合器依次通过单模光纤首尾连接，泵浦源与波分复用器电连接，可饱和吸收材料为硫化锌。

可选地，偏振控制器耦合器的输出比为39.36％。

可选地，该泵浦源输出的波长为976nm。

可选地，可饱和吸收体处的拉锥光纤的直径为9微米。

可选地，该隔离器为偏振无关隔离器。

可选地，该耦合器的输出比为60.64％。

第二方面，本申请实施例还提供了一种基于硫化锌的锁模脉冲光源的制备方法，方法用于制备第一方面任意一种锁模脉冲光源，方法包括：

将有机物溶解于乙醇，经超声后使溶液分散均匀；

使用光学沉积方法将所述溶液沉积在拉锥光纤处；

将溶液沉积的拉锥光纤设置成为可饱和吸收体；

将所述可饱和吸收体分别与泵浦源、波分复用器、增益铒纤、隔离器、偏振控制器和耦合器连接形成锁模脉冲光源。

本发明的有益效果是：