[实用新型]一种自启动Mamyshev超短脉冲光纤振荡器

说明书

一种自启动Mamyshev超短脉冲光纤振荡器，包括光环路，在光环路中包括两滤光器，其中至少一个滤光器的中心波长可调节；还包括一设在两滤光器之间的、可以产生初始脉冲的自锁模器，在光环路中还包括至少一个泵浦源和至少一个输出耦合器。本申请通过设置中心波长可调节的滤光器以及可以产生初始脉冲的自锁模器，从而使得可以在不借助外部设施的前提之下，实现Mamyshev超短脉冲光纤振荡器的自启动，简化了整体结构，同时还提高了整个系统的可靠性。

技术领域

本申请涉及一种自启动Mamyshev超短脉冲光纤振荡器。

背景技术

超短脉冲光纤激光器结构简单、光束质量高、脉冲宽度窄，在传感、材料加工、医疗等领域有重要应用。为提高脉冲能量，人们相继提出了不同的脉冲演化方式，包括负色散激光器中的孤子、色散管理孤子、净色散接近零的腔内的自相似脉冲以及全正色散腔中的耗散孤子，脉冲能量从0.1nJ提升到几十nJ，但它们最终受到腔内非线性相移的限制。超短脉冲光纤激光器的另一个关键器件是可饱和吸收体，但现用的可饱和吸收体普遍存在高功率时容易损伤，调制深度不够等问题。过量的非线性相移的积累以及性能可靠的可饱和吸收体的缺乏限制了环境稳定高能量脉冲光源的发展，并促使人们探寻新的非线性传输模式和脉冲产生机制。

近几年，基于Mamyshev再生器的超短脉冲光源在提高脉冲能量、增强稳定性方面展现出巨大的潜力和优势。Mamyshev振荡器利用两个错位的滤光片来稳定脉冲。当高峰值功率及低峰值功率的脉冲经过第一个滤光片传输时，在光纤中经历不同自相位调制效应，高峰值功率脉冲光谱展宽程度大，低峰值功率脉冲光谱展宽程度小。第二个滤光片的中心波长与第一个中心波长不一致(错位)，通过第二个滤光片时，高峰值功率脉冲展宽的光谱能覆盖滤光片的中心波长，从而能透过滤光片继续传输。低强度脉冲产生的自相位调制不足，无法通过偏移滤光器，最终使高强度脉冲通过而阻止低于特定强度阈值的脉冲。与先前报道的锁模光纤激光器相比，Mamyshev振荡器具有更好的环镜稳定性并能输出更高能量的脉冲。

Mamyshev振荡器阶跃型的光谱透过率函数非常善于抑制噪声，但也产生了相反的问题：自启动能力。因为两个错位滤光片的存在，激光器不能工作在连续光状态。或者说，在脉冲形成之前，振荡器中不存在连续光，因此，基于Mamyshev机制的超短脉冲振荡器无法自启动。为解决这个问题，人们提出了不同的Mamyshev振荡器结构，包括允许自发幅射光暂时绕过一个滤光器并反馈、调制泵浦二极管以及结合辅助腔等。但在这些结构中引入了附加的腔臂，增加了系统的复杂性。

实用新型内容

为了解决上述问题，本申请一方面提出来一种自启动Mamyshev超短脉冲光纤振荡器，包括光环路，在光环路中包括两滤光器，其中至少一个滤光器的中心波长可调节；还包括一设在两滤光器之间的、可以产生初始脉冲的自锁模器，在光环路中还包括至少一个泵浦源和至少一个输出耦合器。本申请通过设置中心波长可调节的滤光器以及可以产生初始脉冲的自锁模器，从而使得可以在不借助外部设施的前提之下，实现Mamyshev超短脉冲光纤振荡器的自启动，简化了整体结构，同时还提高了整个系统的可靠性。

优选的，所述自锁模器为非线性偏振旋转锁模器，所述自锁模器由依次相连的第一偏振控制器、偏振相关隔离器以及第二偏振控制器组成；所述第一偏振控制器和第二偏振控制器为三环式偏振控制器。

优选的，所述泵浦源包括依次相连的激光二极管和合束器，所述合束器连通于光环路中。

优选的，在合束器后还设有增益光纤；所述增益光纤为掺铒光纤或掺镱光纤。

优选的，在光环路中还包括用于调节净色散的色散补偿光纤。色散补偿光纤用于补偿其它器件尾纤的负色散，使振荡器腔内总色散为正值，色散补偿光纤的长度根据腔内负色散值来确定。

优选的，在光环路中还包括用于脉冲光谱展宽的高非线性光纤；沿光传播方向，高非线性光纤设在色散补偿光纤之后。增强腔内的非线性效应，使脉冲的光谱展宽。