[发明专利]基于混合锁模的耗散孤子共振光纤激光器

说明书

本发明是基于混合锁模的耗散孤子共振光纤激光器，其包括泵浦源、波分复用器、增益光纤、高非线性光纤、第一偏振控制器、保偏隔离器、第二偏振控制器、光环形器、半导体可饱和吸收镜、单模光纤、光纤耦合器。本发明为全光纤结构，具有结构简单，稳定性好的优点，通过调节偏振控制器的偏振状态和泵浦功率的大小，可以实现脉冲宽度可调的高能量矩形脉冲输出。

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及一种基于混合锁模的耗散孤子共振光纤激光器。

背景技术

近年来，被动锁模光纤激光器由于可以输出高峰值功率和超短脉冲，在激光通信、材料加工和医学诊断等领域具有广阔的发展前景。通常情况下，根据腔内色散参数的不同，被动锁模光纤激光器可以输出传统孤子、色散管理孤子和耗散孤子，但这些孤子随着脉冲能量的增加，都会出现脉冲分裂的现象，因此很难实现高脉冲能量的激光输出。

耗散孤子共振锁模脉冲自2008年发现以来，凭借其独特的脉冲性质和超高的脉冲能量，获得了光纤激光器技术领域的广泛关注。在光纤激光器谐振腔内色散、非线性、增益、损耗、非线性增益饱和和增益色散的共同作用下，耗散孤子共振脉冲呈现出矩形的脉冲形状，脉冲宽度随泵浦功率的增加而增加，峰值功率保持为一定值，没有脉冲分裂的现象产生。然而，目前一般利用非线性偏振旋转(NPR)或非线性放大环形镜(NALM)等非线性效应等效饱和吸收体来实现耗散孤子共振脉冲的输出，其脉冲稳定性较差，还有进一步改善的空间。

发明内容

本发明为了解决现有的耗散孤子共振锁模光纤激光器稳定性差的问题，提出了一种基于混合锁模的耗散孤子共振光纤激光器，通过将半导体可饱和吸收镜(SESAM)和非线性偏振旋转(NPR)结合在一起，采用一段高非线性光纤来增强腔内的非线性效应，可以输出稳定的耗散孤子共振脉冲。

本发明采取的技术方案：

基于混合锁模的耗散孤子共振光纤激光器，其特征在于：泵浦源、波分复用器、增益光纤、高非线性光纤、第一偏振控制器、保偏隔离器、第二偏振控制器、光环形器、半导体可饱和吸收镜、单模光纤、光纤耦合器。

泵浦源与波分复用器的a端口通过光纤连接，波分复用器的b端口、增益光纤、高非线性光纤、第一偏振控制器、保偏隔离器、第二偏振控制器和光环形器的d端口依次通过光纤连接，光环形器的e端口与半导体可饱和吸收镜通过光纤连接，光环形器的f端口、单模光纤和光纤耦合器的g端口依次通过光纤连接，光纤耦合器的i端口与波分复用器的c端口通过光纤连接构成环形腔。

所述泵浦源为1559nm波段的激光器。

所述波分复用器的工作波长为1570/2000nm。

所述增益光纤为高掺铥光纤。

所述高非线性光纤为高掺锗光纤，用于增强腔内的非线性效应，促进耗散孤子共振脉冲的产生。

所述第一偏振控制器和第二偏振控制器为三环偏振控制器。

所述半导体可饱和吸收镜的工作波长为1950nm，调制深度为30％，弛豫时间为10ps。

所述光纤耦合器的输出比为10:90，其中10％为输出端。

与现有技术相比，本发明有益效果:

1)本发明采用全光纤结构，结构紧凑，光束质量好，易于集成小型化。

2)本发明采用高掺锗光纤来增强腔内的非线性效应，既可以补偿腔内的色散，又能促进耗散孤子共振脉冲的产生。

3)本发明提出的基于混合锁模的耗散孤子共振光纤激光器可以实现自启动，输出脉冲宽度随泵浦功率的增加而增加，无脉冲分裂现象产生，锁模稳定性良好。

4)本发明输出的耗散孤子共振纳秒脉冲可以作为高能量脉冲放大器的种子源。

附图说明