[发明专利]一种锁模光纤激光器

说明书

本申请实施例公开了一种锁模光纤激光器，其特征在于，锁模光纤激光器包括：泵浦源、泵浦光耦合器件、增益光纤、锁模器件、隔离器以及滤波器件；泵浦源与泵浦光耦合器件连接；泵浦源用于向泵浦光耦合器件发出泵浦光；泵浦光耦合器件与增益光纤连接；增益光纤与锁模器件连接；锁模器件与隔离器连接，锁模器件用于使锁模光纤激光器工作在锁模状态，并输出光脉冲；隔离器与滤波器件连接；隔离器用于对激光进行单向循环处理；滤波器件用于将收到的激光分为多路，基于多路激光之间的光程差产生干涉效应，通过改变光程差以改变滤波带宽，以使锁模光纤激光器基于滤波带宽的不同，输出耗散孤子脉冲或自相似孤子脉冲。

技术领域

本申请涉及激光器技术领域，尤其涉及一种锁模光纤激光器。

背景技术

锁模激光器产生的脉冲激光具有光束质量好、峰值功率高、脉冲持续时间短以及光谱范围宽等优势，在材料微加工、微观世界探测、生物医学等领域有重要应用。为提高锁模光纤激光器的性能，人们提出了各种各样的激光器结构及脉冲演化方式。其中激光器腔内总色散为负时，激光器输出传统孤子，脉冲能量一般不超过0.1nJ，脉冲光谱具有明显的边带。在激光腔内引入正色散，使腔内总色散接近零，激光器输出色散管理孤子，脉冲在腔内循环时周期性展宽压缩，降低了脉冲的平均峰值功率，从而降低了非线性效应的影响，使脉冲能量达到1nJ左右。继续增大腔内正色散数值，并插入滤波器以便在频域辅助对脉冲整形，激光器同样能够输出稳定的孤子脉冲。较大的正色散使脉冲进一步展宽，从而进一步降低了光纤中非线性效应的影响，使输出脉冲的能量达到几十nJ水平。此时根据激光腔参数的不同，激光器可输出耗散孤子或自相似孤子脉冲。耗散孤子光谱范围窄，脉冲持续时间长，滤波器引入的损耗小。而自相似脉冲光谱范围宽，压缩后脉冲持续时间短，但滤波器引入的损耗大，不同类型孤子脉冲适用于不同的场合。

一般来说，较大的非线性效应、较小的色散或较窄的滤波器带宽，利于产生自相似脉冲；而当滤波器带宽较大时，一般产生耗散孤子。因此，需要通过搭建不同的激光器结构，获得不同类型的脉冲，以致激光器的应用成本较高。

发明内容

本申请实施例提供了一种锁模光纤激光器及其使用方法，用于解决如下技术问题：现有技术为了获取不同类型的脉冲，需要搭建不同的激光器，以致激光器的应用成本较高。

本申请实施例采用下述技术方案：

本申请实施例提供一种锁模光纤激光器，其特征在于，所述锁模光纤激光器包括：泵浦源、泵浦光耦合器件、增益光纤、锁模器件、隔离器以及滤波器件；所述泵浦源与所述泵浦光耦合器件连接；所述泵浦源用于向所述泵浦光耦合器件发出泵浦光；所述泵浦光耦合器件与所述增益光纤连接；所述泵浦光耦合器件用于将接收到的所述泵浦光耦合至所述增益光纤；所述增益光纤与所述锁模器件连接；所述增益光纤基于接收到的所述泵浦光产生激光，并对所述激光进行放大处理；所述锁模器件与所述隔离器连接，所述锁模器件用于使所述锁模光纤激光器工作在锁模状态，并输出光脉冲；所述隔离器与所述滤波器件连接；所述隔离器用于对所述激光进行单向循环处理；所述滤波器件用于将收到的激光分为多路，基于多路激光之间的光程差产生干涉效应，通过改变所述光程差以改变滤波带宽，以使所述锁模光纤激光器基于所述滤波带宽的不同，输出耗散孤子脉冲或自相似孤子脉冲。

在本申请的一种实现方式中，锁模器件还包括有输出耦合器件；所述输出耦合器件与所述泵浦光耦合器件连接，所述输出耦合器件用于将所述激光进行分束，使得一部分激光继续在腔内循环，另一部分输出腔外。

在本申请的一种实现方式中，所述泵浦光耦合器件、所述增益光纤、所述锁模器件、所述隔离器、所述滤波器件以及所述输出耦合器件组成环形腔结构。

在本申请的一种实现方式中，所述所述滤波器件为基于马赫-曾德干涉效应的干涉滤波器。

在本申请的一种实现方式中，所述滤波器件包括第一3dB耦合器与第二3dB耦合器；所述第一3dB耦合器用于将接收到的激光进行分束处理，以得到多束激光；所述第二3dB耦合器用于将经过不同光路的所述多束激光进行汇合处理。