[发明专利]单频调Q激光器有效

专利信息
申请号: 202110360037.5 申请日: 2021-04-02
公开(公告)号: CN113097844B 公开(公告)日: 2022-11-22
发明(设计)人: 孙豹;冯畅;李帅;张旨遥;张尚剑;刘永 申请(专利权)人: 电子科技大学
主分类号: H01S3/067 分类号: H01S3/067;H01S3/08;H01S3/0933;H01S3/10
代理公司: 成都虹盛汇泉专利代理有限公司 51268 代理人: 王伟
地址: 611731 四川省成*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 单频调 激光器
【说明书】:

发明公开了一种单频调Q激光器,具体是基于回音壁模式微腔及非线性偏振旋转技术的单频调Q激光器,作为一个不含光滤波器的光纤环路,由单模半导体激光器对增益介质进行泵浦;由具有高Q值的回音壁模式微球腔和锥形光纤组成的耦合系统作为选模滤波结构实现窄带滤波功能,通过回音壁模式微腔进行窄带模式选择,从而得到窄线宽单频调Q激光输出,结构简单;通过调整偏振控制器可实现对窄线宽单频调Q激光的中心波长和脉冲重复频率等参数的调谐。

技术领域

本发明属于光纤激光技术领域,具体涉及一种基于回音壁模式微腔及非线性偏振旋转技术的窄线宽单频调Q激光器。

背景技术

调Q激光器在光纤分布式传感系统、激光测距等应用中有很好的应用前景,激光器调Q技术研究向着全光纤、窄线宽、窄脉宽、高能量的方向发展。非光纤型的调Q方式包括声光Q开关、电光Q开关、可饱和吸收体等,具有插入损耗大、与光纤之间光耦合效率低等缺点;全光纤调Q方式包括Sagnac环调Q、布拉格光纤光栅调Q、光纤型可饱和吸收体调Q等。根据调Q的方式主要分为主动调Q和被动调Q。主动调Q试利用人为的某些物理效应来控制谐振腔的损耗,从而达到Q值的突变,但通常含有使激光器结构变得复杂的调制器件。被动调Q一般在腔内加入对激光波长有一吸收峰的可饱和吸收元件,利用可饱和吸收体的吸收系数随光强的增大而减小至饱和,通过吸收损耗随光强的改变来实现腔内Q值的突变,与主动调Q激光器相比,被动调Q光纤激光器具有设计紧凑,简单和灵活的吸引人的优点。半导体可饱和吸收镜(SESAM)或Cr2+:ZnSe晶体常作为可饱和吸收体用于被动调Q,但在激光腔中需要附加的光学组件,例如透镜、反射镜、环形器等,这会导致更大的插入损耗和更复杂的设计。非线性偏振旋转效应有类似可饱和吸收体的作用,可通过简单旋转偏振控制器来调节其饱和吸收强度,与其他基于可饱和吸收体的调Q激光器相比,非线性偏振旋转技术是实现被动Q开关操作的一种更简单,更便宜的方法。

基于非线性偏振旋转技术的调Q激光通常是多模的,虽然由于非线性偏振旋转利用了光纤双折射效应,在光谱上会表现出滤波效应,即通道间隔和透射峰取决于腔的双折射。可以通过改变双折射参量来改变滤波器的带宽和透射峰,比如调整偏振控制器挤压光纤会引起强烈的双折射,但在实验中通过调整偏振控制器带来双折射参量的改变是有限的,通常还需要改变增益光纤或者普通单模光纤的长度来满足条件,因此在很多结构中并不能达到理想的滤波效果,特别是具有窄线宽的单频调Q激光,在以往研究中只利用光谱滤波效应的还没能实现。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题,本发明提出了一种单频调Q激光器。

本发明的技术方案是:一种单频调Q激光器,包括单模半导体激光器、偏振相关型集成光学器件、第一偏振控制器、第二偏振控制器、单模光纤、增益光纤、锥形光纤及回音壁模式微腔;其中,

所述单模半导体激光器作为系统的泵浦源,为增益光纤提供泵浦;

所述偏振相关型集成光学器件集成了波分复用器、耦合器和偏振相关型隔离器,所述单模半导体激光器接入所述偏振相关型集成光学器件的pump端口,由所述偏振相关型集成光学器件的common端口依次连接所述增益光纤、第一偏振控制器、单模光纤、第二偏振控制器、锥形光纤后再接入所述偏振相关型集成光学器件的signal端口形成环路;所述波分复用器用于将泵浦光和腔内激光合成一束;所述耦合器将光按照比例分成两束,一束用于光路循环,另一部分光由所述偏振相关型集成光学器件的tap端口输出,所述偏振相关型隔离器同时作为起偏器和检偏器;

所述锥形光纤用于与回音壁模式微腔的耦合,光经过锥形光纤的锥区时以倏逝波的形式进行近场耦合。

进一步地,所述第一偏振控制器将所述偏振相关型集成光学器件中的偏振相关型隔离器导致的线偏振光转变为椭圆偏振光,所述第二偏振控制器继续调整光的偏振分布。

进一步地,所述偏振控制器具体为嵌入式偏振控制器。

进一步地,所述增益光纤为稀土离子掺杂光纤。

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