[实用新型]一种紧凑型高重复频率全保偏光纤锁模激光器

说明书

本实用新型公开了一种紧凑型高重复频率全保偏光纤锁模激光器，其基于非线性放大环形镜锁模方法，具有锁模点固定、能长时间稳定运行等特点。移相器单元和波分复用保偏光纤准直器的使用降低了对泵浦功率的要求，从而减少长时间运行对光学器件的损伤。相对同类型短腔长高重复频率保偏光纤激光器，能在更高重复频率下实现自启动锁模。单个复合保偏光纤准直器结构解决了使用多个准直器时导致加工制作困难和调节器件成本较高的问题，提高了整体激光器系统的可靠性及工业化批量生产的良品率。激光器腔内或腔外光学带通滤波器能有效压缩输出脉冲的相对强度噪声。复合保偏光纤准直器内分束器的使用使输出脉冲具有诸如噪声、功率、谱宽及对比度等更多可选特征。

技术领域

本实用新型涉及超短脉冲激光领域，具体涉及高重复频率保偏光纤锁模激光器。

背景技术

过去的二三十年里，锁模激光器的理论和实验都得到了很大的发展。锁模激光器产生的脉冲被应用到越来越多的场景中，比如超精细激光光谱学、定时与同步、双光子光谱、太赫兹辐射的产生，阿秒动力学的研究、纯净微波的产生、材料超精密加工等。飞秒脉冲的早期应用仅限于良好控制的实验室环境，但是现在越来越多的应用需要锁模激光器在不太稳定甚至苛刻的条件下工作，例如在工业制造车间、车辆、飞机、火箭甚至卫星中。保偏光纤锁模激光器在很大程度上自然地保护光束路径免受环境影响，并且具有结构简单紧凑、易封装、成本低和鲁棒性等优点。因此它可以为这些应用提供可靠的飞秒光源，是十分有前景的技术。

目前，保偏光纤锁模激光器有三类锁模类型。第一种是利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)、碳纳米管和石墨烯等可饱和吸收材料来实现锁模。虽然这种锁模激光器能实现很高的重复频率，但是材料的低损伤阈值和随时间推移的潜在退化现象使激光器不能很好地长期稳定运行。第二种是利用合适的光轴角度熔接保偏光纤的方法来实现光在光纤中非线性偏振旋转(NPR)。这种锁模方式需要很长的保偏光纤来积累非线性相移，会造成激光器的重复频率很低。因此，现在还处于研究阶段，无法满足实际应用需求。第三种就是非线性放大环形镜(NALM)方案，其原理是在保偏光纤环路中产生相向传输的两束光，并在分束器干涉，利用两束光的非线性相移来控制对不同强度光的透射率进而实现可饱和吸收特性。因为是全光纤方案，所以避免了第一种材料锁模方案遇到的问题。但是这种保偏光纤NALM锁模方案很难实现超过250MHz的高重复频率，而且这种高重复频率的激光器面临加工制作困难、制作成本高、泵浦功耗需求高、不易锁模和重复频率很难提高等问题。

因此，如何克服上述NALM锁模存在的缺陷，已成为本领域技术人员亟待解决的重要课题。

实用新型内容

针对上述技术的不足，本实用新型提供一种紧凑型高重复频率全保偏光纤锁模激光器。

本实用新型为实现上述目的，采用了下列技术方案：