[实用新型]一种基于MSM结构的耗散孤子锁模光纤激光器

说明书

本申请提供一种基于MSM结构的耗散孤子锁模光纤激光器，包括：包括泵浦源、波分复用器、增益光纤、偏振无关隔离器、输出耦合器、色散补偿光纤、偏振控制器、两个多模单模多模结构；所述泵浦源、波分复用器、增益光纤、偏振无关隔离器、输出耦合器、色散补偿光纤、偏振控制器、两个多模单模多模结构依次连接形成环形谐振腔。本实用新型通过调整偏振控制器调节腔内传输光的偏振态，实现了稳定耗散孤子锁模脉冲的输出。

技术领域

本实用新型涉及光纤技术技术领域，尤其涉及一种基于MSM结构的耗散孤子锁模光纤激光器。

背景技术

耗散孤子作为一种光纤激光器常见的输出脉冲种类，其形成处于正色散谐振腔内的耗散系统中，于是被称为耗散孤子。这种孤子由于其形成于耗散系统中，因此其具有很高的非线性容忍能力，当脉冲能量较高时，脉冲不会分裂而降低激光器的稳定性。相比在负色散形成的传统孤子不可承受过高的非线性、在脉冲能量较高时，脉冲形成分裂造成能量分散、无法获得高能量脉冲的缺陷相比，具有极大的优势。所以耗散孤子由于其高能量特性在工业领域具有广泛应用。

由于耗散孤子广泛的应用前景，引起了科研人员的关注，于是产生耗散孤子的方法越来越丰富，常用的获得耗散孤子的方法有两类，一种基于真实可饱和吸收体，常见的真实可饱和吸收体有石墨烯、拓扑绝缘体、过渡金属硫化物等二维材料；另一种为类饱和吸收体，常用的方式有非线性偏振旋转、非线性放大光纤环形镜，这种类饱和吸收体常备应用于实际应用中。由于真实可饱和吸收体具有较小的损伤阈值和抗氧化的特点，所以产生的脉冲具有不稳定性，而这种类饱和吸收体由光纤组成，所以损伤阈值较高且不存在氧化问题，所述产生的脉冲具有稳定性。然而这种类饱和吸收体仍存在劣势，即：由于这种获得脉冲的方式依赖光纤非线性，所以对外界环境的抗干扰能力较差。于是有开发出了一种新锁模方式，该锁模方式需要具有高损伤阈值与抗氧化能力、且对外部环境不敏感，具有较强的抗干扰能力。这种新的锁模方式具有很重要意义。

然而，这种新锁模结构由单模多模单模光纤(SMS)组成，这种锁模方式在负色散谐振腔内具有优异的锁模效果，但是放入正色散腔内，会出现不稳定锁模脉冲包络问题。即：正色散光纤激光器中产生的脉冲为耗散孤子，耗散孤子形成需要腔内非线性、色散、增益、损耗四者达到平衡获得。所以在孤子形成过程中，腔内能量处于实时变化中。另一方面，模式干涉效应产生自成像位置与腔内的功率相关，因此孤子形成过程中，多模光纤输出端耦合进单模光纤的耦合效率会发生变化，导致产生孤子的输出峰值不一致。换句话说，多模光纤的存在会对产生的脉冲进行进一步的调制，因此输出脉冲包络现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，基于已有的SMS结构锁模方式，出现在正色散谐振腔内出现不稳定锁模脉冲包络问题，引入另一个SMS结构，利用其低通滤波效果，对腔内损耗进行调制，抑制不稳定锁模脉冲包络问题。

一种基于MSM结构的耗散孤子锁模光纤激光器，包括：包括泵浦源、波分复用器、增益光纤、偏振无关隔离器、输出耦合器、色散补偿光纤、偏振控制器、两个串联的多模单模多模结构；

所述泵浦源、波分复用器、增益光纤、偏振无关隔离器、输出耦合器、色散补偿光纤、偏振控制器、两个串联的多模单模多模结构依次连接形成形成环形谐振腔。

进一步地，如上所述的基于MSM结构的耗散孤子锁模光纤激光器，所述多模单模多模结构由单模光纤与渐变折射率多模光纤间隔熔接在一起组成。

进一步地，如上所述的基于MSM结构的耗散孤子锁模光纤激光器，所述两个多模单模多模结构满足的条件是：

光沿顺时针传输，当光经过第一缠绕进偏振控制器的多模光纤时，此时激发的各阶模式之间相位差应满足mπ，m为奇整数；产生的脉冲经过第二个单模多模单模结构此时多模光纤内各高阶模式之间相位差满足nπ，n为偶整数。

有益效果：