[发明专利]一种多脉冲光纤激光器的生成装置及方法

说明书

本发明请求保护一种多脉冲光纤激光器的生成装置，属于激光以及非线性光学领域。多脉冲光纤激光器的生成装置主要包括如下：激光泵浦源、泵浦合束器、掺铥或掺钬或铥钬共掺光纤、挤压式偏振控制器、单模光纤、耦合器等、“9”字形谐振腔作为等效可饱和吸收体与锥形微纳结构真实可饱和吸收体实现混合锁模等。本发明结构实现了全光纤焊接，具有泵浦功率低、锁模稳定、结构简单、系统锁模稳定可靠的优点。可用于机械加工、光学相干断层扫描等领域，对于光纤激光器的脉冲动力学研究有着重要意义，也可用作种子源产生超连续脉冲。

技术领域

本发明属于光纤激光器技术领域，特别是一种多脉冲光纤激光器，可用于产生谐波锁模、脉冲束、亮暗孤子对等多脉冲。

背景技术

在光纤脉冲激光器的研究中，锁模是能够产生超短脉冲的重要方法。一般途径是在激光器内加入可饱和吸收体来实现脉冲输出，可饱和吸收体分为真实可饱和吸收体和人造可饱和吸收体，而人造可饱和吸收体难自启动且极易受到环境的干扰，导致锁模不稳定。真实可饱和吸收体损伤阈值低、调制深度低，驰豫时间短，输出的光不具偏振特性，所以真实半导体可饱和吸收体锁模光纤激光器不能产生高能量的锁模脉冲，也不能用于研究复杂的多脉冲产生机制。所以，结合两种锁模方式，不但可以用来研究复杂的多孤子脉冲的产生机制，还能得到性能更加稳定的锁模脉冲。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种多脉冲光纤激光器的生成装置及方法。本发明的技术方案如下：

一种多脉冲光纤激光器的生成装置，包括：激光泵浦源(1)、输入耦合器(2)、增益光纤(3)、偏振控制器(4)、四端口耦合器(6)、三端口耦合器(7)和锥形微纳结构真实可饱和吸收体(8)，其还包括用于产生非线性相位差的90m单模光纤 (5)、用于分路及合路的三端口耦合器(7)，激光泵浦源(1)、输入耦合器(2)、增益光纤(3)、偏振控制器(4)、单模光纤(5)、四端口耦合器(6)、三端口耦合器(7)形成“9”字形腔作为等效可饱和吸收体，“9”字形腔和锥形微纳结构真实可饱和吸收体(8)组成混合锁模装置，所述单模光纤(5)长度用于积累腔内的非线性相移差，混合锁模实验装置用于纵模相位的锁定，实现锁模脉冲的输出。增益光纤(3)用于实现激光器在不同的波段运转，偏振控制器(4)用于调节腔内的偏振态，其中，产生足够的非线性相移，同时加长腔长有助于实现多脉冲锁模；所述四端口耦合器(6)用于光信号干涉及输出，其中相反方向不同相移的光信号之间进行相互干涉，最终实现脉冲输出。

所述激光泵浦源(1)的输出端连接输入耦合器(2)的泵浦输入端a，输入耦合器(2)的输出端c连接增益光纤(3)的一端，增益光纤(3)的另一端连接偏振控制器(4)的一端，偏振控制器(4)的另一端连接单模光纤(5)的一端，单模光纤(5) 的另一端与四端口耦合器(6)的输入端d相连，四端口耦合器(6)的输出端有两路，一路作为多脉冲光纤激光器的输出端f，另一路g与三端口耦合器(7)的输入端h相连，三端口耦合器(7)的输出端i和j相连，其余各部件由单模光纤进行连接。

进一步的，所述“9”字形腔装置包括：四端口耦合器(6)连接的非线性放大环镜、三端口耦合器(7)连接的环形镜组成“9”字形腔。

进一步的，所述锥形微纳结构真实可饱和吸收体(8)装置是锥形结构，锥形光纤是通过拉锥机制备，锥腰直径为10μm，将二维材料覆盖在锥形光纤上层，下层是载玻片，采用紫光胶水固定光纤两端，用于固定光纤。

进一步的，所述真实可饱和吸收体选用石墨烯、过度金属硫化物在内的二维材料。

进一步的，所述90m单模光纤(5)用于产生足够的非线性相移，同时加长腔长有助于实现多脉冲锁模；所述偏振控制器(4)为挤压式偏振控制器，通过调节其压力及偏转角度调节腔内损耗；所述四端口耦合器(6)用于光信号干涉及输出，其中相反方向不同相移的光信号之间进行相互干涉，最终实现脉冲输出。

进一步的，所述用于分路及合路的三端口耦合器(7)形成一个两输出端相连的环形镜，避免了普通非线性光学环镜的能量损耗。