[发明专利]一种基于SESAM的1.7微米皮秒级超快光纤激光器

说明书

本发明公开了一种基于SESAM的1.7微米皮秒级超快光纤激光器，其结构主要由依次设置的激光泵浦源、波分复用器、掺铥石英光纤、偏振无关隔离器、光纤带通滤波器、光纤带通滤波器、环形器、SESAM、光纤耦合器、偏振控制器、普通单模光纤组成。该发明能实现稳定的1.7μm波段的皮秒脉冲光纤激光输出。该激光器为全光纤集成化结构，结构简单，紧凑，使用便捷，开发成本极低，未来在聚合物先进激光制造以及激光手术等领域有着极好的应用前景。

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域，具体涉及一种1.7微米波段的光纤激光器。

背景技术

1.7μm波段具有非常独特的光谱位置，同时处于聚合物分子中C-H键的最强吸收波段处和水分子吸收的低谷位置，这使得该波段超短脉冲激光光源在聚合物先进激光制造、光学相干层析成像(OCT)、激光手术、聚合物切割和焊接、多光子显微等诸多领域中均有广阔的应用前景和极好的应用价值。

皮秒脉冲激光器因兼具有超短脉宽、超高峰值功率的特点，尤其适合上述的应用场景。因此，如何来发展1.7μm波段处高质量的皮秒激光光源也就成为了科研人员的研究热点。

目前国内外研究机构在1.7微米波段超短脉冲光纤激光器方面取得了一定的进展。已有报道，科研人员基于空间结构的声光调制器，实现了该波段处增益调制的纳秒级超短脉冲光纤激光输出，但由于该激光器结构采用了空间耦合结构，其激光输出稳定性难以保证，而且受限于器件的时域特性，其难以实现更短脉冲尺度的激光输出。另外还有相关报道，俄罗斯科研人员基于铋掺杂锗硅酸盐光纤，利用非线性偏转效率实现了该波段处的皮秒级锁模光纤激光输出，但该激光器结构中增益光纤材料的制备极其复杂和昂贵，而且由于非线性光纤长度太长，使得整个激光器结构不够紧凑和稳定。

因此，发展一种稳定、结构简单紧凑、便宜和高效的1.7μm波段皮秒脉冲光纤激光器具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定、结构简单紧凑、便宜和高效的1.7μm波段皮秒脉冲光纤激光器。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于SESAM的1.7微米皮秒级超快光纤激光器，包括激光泵浦源、波分复用器、掺铥石英光纤、偏振无关隔离器、第一光纤带通滤波器、第二光纤带通滤波器、环形器、SESAM、光纤耦合器、偏振控制器、单模光纤；

其中，激光泵浦源与波分复用器的分束端a熔接；波分复用器的合束端c与掺铥石英光纤的一端熔接，掺铥石英光纤的另一端与偏振无关隔离器的一端熔接；偏振无关隔离器的另一端与第一光纤带通滤波器的一端熔接；第一光纤带通滤波器的另一端与第二光纤带通滤波器的一端熔接；第二光纤带通滤波器的另一端与环形器的d端熔接；环形器的e端与SESAM熔接、环形器的f端与光纤耦合器的合束端g熔接，光纤耦合器一个分束端j作为激光器的输出端，光纤耦合器的另一个分束端h与偏振控制器的一端熔接；偏振控制器的另一端与单模光纤的一端熔接；单模光纤的另一端与波分复用器的分束端b熔接。

本发明的工作原理：泵浦源通过波分复用器的泵浦端将泵浦光注入掺铥石英光纤中，形成一个前向泵浦光，并产生信号增益，依次经过偏振无关隔离器、第一光纤带通滤波器、第二光纤带通滤波器、环形器、SESAM、光纤耦合器、普通单模光纤，最后再返回谐振中，循环往复多次，最终形成激光振荡；与此同时，激光腔中SESAM材料会对激光信号进行损耗调制，进而通过自启动锁模机制来形成稳定的皮秒脉冲激光，并通过光纤耦合器的分束端输出。其中偏振无关隔离器的作用是保证激光在环形腔中单向运行，光纤带通滤波器的作用是选择激光波长和过滤掉ASE以及未被增益光纤吸收完全的泵浦光；环形器的作用是保证激光信号能经过SESAM后再被反射回激光腔中。

基于以上方案，本发明还进一步作了如下优化：