[实用新型]一种能提高飞秒脉冲重频的环形主副腔结构锁模激光器

说明书

本实用新型公开了一种能提高飞秒脉冲重频的环形主副腔结构锁模激光器。所述激光器包括了增益光纤、波分复用器（WDM）、耦合器、隔离器、可饱和吸收装置；其中，可饱和吸收装置由跳线头和可饱和吸收体构成或由可饱和吸收镜和三端口光纤环形器构成。本实用新型使用了镀弱反射二色膜的高掺杂特殊增益光纤，构成了弱调制F‑P腔，具有独特的输出特性。本实用新型使用可饱和吸收体被动锁模，激光器结构简单，短小精悍，容易实现重复频率高于500 MHz的脉冲输出，在高重复率等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及超快激光领域，具体涉及一种能提高飞秒脉冲重复频率的环形主副腔结构锁模激光器。

背景技术

不同种类的光纤激光器具有不同的输出特性。近年来，随着科技的不断发展，各种各样的新型光纤脉冲激光器不断涌现。如调Q光纤激光器、增益开关式光纤激光器、锁模光纤激光器、类锁模光纤激光器等。这些光纤激光器根据其独特的输出性能，在各种领域发挥着各种的作用。以掺铥锁模光纤激光器为例，由于铥离子在1.8-2.1 µm的宽带增益覆盖了大量大气分子的“指纹区”，掺铥锁模光纤激光器被应用于高敏感度气体检测。此外，高基频重复率的锁模光纤激光器产生的飞秒超短脉冲、增益开关光纤激光器产生的高峰值功率纳秒脉冲等，在光纤通讯、材料加工、医学治疗等方面，也有着广泛的应用。

各种激光器中，锁模激光器因为其输出脉冲各纵模间具有锁定的相位关系，在光频标定、超快测量等方向有先天优势，一直是研究的热点之一。锁模激光器根据锁模的方式不同，可粗略分为主动锁模激光器和被动锁模激光器。主动锁模激光器是通过外加主动调制的设备（如声光调制器）保持相位关系的锁定；被动锁模激光器则是利用了可饱和吸收效应，通过在激光腔内加入可饱和吸收体或等效可饱和吸收体，让光在激光腔内振荡的过程中自发地形成相位锁定。与成本高、激光器结构复杂的主动锁模激光器不同，被动锁模激光器不需要外加调制，可以实现简单紧凑的结构，更容易实现高重复率的脉冲输出。

本实用新型在原有的被动线性腔锁模激光器的基础上，基于高浓度掺杂发光离子光纤，提出了一种能提高飞秒脉冲重复频率的环形主副腔结构锁模激光器。该副腔由一个弱调制的F-P腔构成。在弱调制的作用下，锁模脉冲受到控制，在时域上呈现出独特的梳状。梳齿间的间隔恒定，适当减小F-P腔的长度，可以让重复频率轻松达到GHz量级，在高重复率领域及脉冲理论研究方面，有着广阔的应用前景。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提出了一种能提高飞秒脉冲重复频率的环形主副腔结构锁模激光器。该副腔由一个弱调制的F-P腔构成。在弱调制F-P腔的作用下，锁模脉冲受到控制，呈现出独特的使其输出脉冲在时域上呈现出独特的梳状。

本实用新型的目的之二在于提出了一种能提高飞秒脉冲重复频率的环形主副腔结构锁模激光器的设计思路和设计方案。

本实用新型的目的之三在于提供上述能提高飞秒脉冲重复频率的环形主副腔结构锁模激光器的应用。

本实用新型的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种能提高飞秒脉冲重频的环形主副腔结构锁模激光器，包括增益光纤、波分复用器（WDM）、耦合器、隔离器、可饱和吸收装置；其中，可饱和吸收装置由跳线头和可饱和吸收体构成或由可饱和吸收镜和三端口光纤环形器构成；

可饱和吸收装置分别连接波分复用器以及隔离器输入端；耦合器连接隔离器输出端，耦合器的大端连接增益光纤一端；增益光纤另一端连接波分复用器公共端，使得增益光纤、波分复用器、可饱和吸收装置、隔离器、耦合器连接成环，构成锁模谐振腔；增益光纤在锁模谐振腔内构成了一个弱调制F-P腔，弱调制F-P腔的调制效应让脉冲在时域上呈现出独特的梳状，达到了输出脉冲重复频率加倍的效果，脉冲泵浦光从波分复用器的泵浦端输入，脉冲信号光从耦合器的输出端输出，最终实现能提高飞秒脉冲重复频率的环形主副腔结构锁模激光器。