[实用新型]一种基于半导体可饱和吸收镜的光纤飞秒激光器锁模器件

说明书

本发明提出了一种基于半导体可饱和吸收镜的光纤飞秒激光器锁模器件，利用折射率匹配液填充光纤激光器中半导体可饱和吸收镜与卡套式光纤连接器插芯端面间的空气间隙，解决了由于空气间隙形成子腔从而干扰激光器运转的问题，有效地提高了光纤飞秒激光器的锁模稳定性。

技术领域

本实用新型属于超快激光技术领域，涉及一种用于光纤飞秒激光器的锁模器件。

背景技术

高功率、高能量、高光束质量的超短脉冲激光在诸多应用领域发挥着重要的作用。特别地，对于材料的激光加工而言，不同脉宽所带来的加工效果迥然不同。通常情况下，用于材料加工的激光脉冲脉宽越窄，加工的精细度就越高。在输出超短脉冲的激光器中，可以输出飞秒（fs，10^-15s）脉冲的飞秒激光器更是实现材料超精细加工的绝佳工具。此外在工业应用中，对用于材料加工的超短脉冲激光系统还提出了另一要求，即是高稳定性，以适用于高强度的连续作业和复杂的生产环境。从这个角度说，光纤飞秒激光器是一个不错的选择：该类激光器可以利用被动锁模器件实现锁模，并不过度依赖激光器中的非线性动力学过程，且超短激光脉冲一直被拘束在光纤中，因此通常满足锁模状态少，运转稳定，光束质量高等特点。

半导体可饱和吸收镜是使用范围较广的飞秒激光器被动锁模器件，它提供了激光器中飞秒脉冲形成和窄化的机制。相较于基于二维材料的被动锁模器件，半导体可饱和吸收镜在工艺上更为成熟，对高激光功率的耐受度更高，因此其长期稳定性更可靠。此外，半导体可饱和吸收镜还具有插入损耗低，结构紧凑，不易磨损等特定，使其适合用作工业级飞秒激光种子源中的被动锁模器件。

如何将半导体可饱和吸收镜集成在光纤飞秒激光器中也是需要解决的一个问题。通常采用的方法是，将光纤制作成卡套式光纤连接器，然后直接把连接器的插芯带着光纤端面顶在半导体可饱和吸收镜上。这种方式有一个明显的缺陷，就是光纤连接器的插芯与半导体可饱和吸收镜之间会存在空气间隙，这相当于在光纤飞秒激光器引入了子腔。子腔的形成，会激发激光器中与主腔模式不相干的纵模，且通常是连续光模式。一方面，这些子腔模成为了光纤飞秒激光器中的损耗，提高了飞秒激光器的锁模阈值，也降低了激光器锁模运转时的稳定性；另一方面，由于子腔模式通常与主腔模式不相干，这也降低了激光器输出飞秒脉冲的相干性与峰值功率。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本实用新型提出了一种基于半导体可饱和吸收镜的光纤飞秒激光器锁模器件，可以有效地消除光纤连接器的插芯与半导体可饱和吸收镜之间由于空气间隙而形成的子腔，使得飞秒光纤激光器的出光域值降低，锁模状态更稳定，输出脉冲的相干性更高。

技术方案：本实用新型涉及到一种基于半导体可饱和吸收镜的光纤飞秒激光器锁模器件，包括：第一卡套式光纤连接器、导热粘胶、半导体可饱和吸收镜、光纤法兰盘、光纤折射率匹配液、第二卡套式光纤连接器、光纤；

半导体可饱和吸收镜通过导热粘胶粘贴在导热性良好的第一卡套式光纤连接器有插芯的一端，第一卡套式光纤连接器的另一端与散热结构相连；将粘好半导体可饱和吸收镜的第一卡套式光纤连接器，以及带有光纤的第二卡套式光纤连接器旋入预先灌注光纤折射率匹配液的光纤法兰盘中。

发明原理：本实用新型是一种基于半导体可饱和吸收镜的光纤飞秒激光器锁模器件，第一卡套式光纤连接器（1）用于固定提供飞秒光纤激光器锁模机制的半导体可保和吸收镜（3），两者间用导热粘胶（2）粘贴。通过光纤法兰盘（4）与第二卡套式光纤连接器（6），可将飞秒光纤激光器中光纤（7）尾端与半导体可保和吸收镜（3）相连，从而形成光纤激光器中的光路反射回路。其中，光纤法兰盘（4）与卡套式光纤连接器通过螺纹进行固定。

有益效果：本实用新型采用折射率匹配液，填充了半导体可饱和吸收镜与第二卡套式光纤连接器插芯端面间的空气间隙，从而消除光纤飞秒激光器中的子腔，抑制光纤激光器中子腔模式的激发，降低飞秒激光器的锁模阈值，提高飞秒激光器的锁模稳定性以及其输出飞秒脉冲的相干性与峰值功率。

附图说明