[发明专利]一种L波段锁模光纤激光器及其脉冲输出方法

说明书

本发明公开一种L波段锁模光纤激光器及其脉冲输出方法，所述锁模光纤激光器包括泵浦源，以及通过光纤依次熔接并构成环形腔的光纤波分复用器、增益光纤、光纤隔离器、光纤耦合器、第一偏振控制器、光纤起偏器和第二偏振控制器；所述泵浦源通过光纤熔接与所述光纤波分复用器连接；其中，所述第一偏振控制器、所述光纤起偏器和所述第二偏振控制器互相配合产生脉冲能量并通过调节所述泵浦源的功率获取不同程度的脉冲能量。本发明提出了L波段高脉冲能量的锁模光纤激光器，并且可以产生高能量的超短脉冲输出，可作为实验研究测试的稳定光源，具有极高的应用潜力。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，特别涉及一种L波段锁模光纤激光器及其脉冲输出方法。

背景技术

自激光器问世以来，对工业发展和人们日常生活产生了较大的影响；光纤激光器是激光器中的一种，光纤激光器产生超短脉冲的方式有主动锁模、被动锁模以及主被动混合锁模，主动锁模结构复杂，成本高昂，不易全光纤化，而主被动混合锁模虽然可以得到更窄的脉冲，但其仍需外界有源器件，不能实现完全全光纤化；相比之下，被动锁模结构容易全光纤化，调谐方便，性价比也更高。

实现被动锁模光纤激光器，必须有一个关键的组成部分----可饱和吸收体；可饱和吸收体又分为人造可饱和吸收体和真实可饱和吸收体；诸如非线性偏振旋转、非线性放大环形镜和非线性光学环形镜等都属于人造可饱和吸收体；常见的真实可饱和吸收体有半导体可饱和吸收镜以及各种纳米材料，而这些真实可饱和吸收体的制作工艺复杂，成本较高，其中用纳米材料制作成的可饱和吸收体会随着时间的推移而逐渐失去锁模效应；而人造可饱和吸收体损伤阈值高，其锁模能力不会因为时间而消减；其中基于非线性偏振旋转效应的锁模光纤激光器以其稳定的工作特性和可以持续输出高功率的锁模脉冲等优点一直受到人们的关注；当前，基于非线性偏振旋转效应的锁模光纤激光器主要集中在1.06μm(微米)、1.55μm以及2.0μm等波段附近；其中，掺铒光纤激光器处于光纤通信低损耗窗口(1.55μm)附近，因此受到了广泛的研究和关注。

当前，C波段(1525-1565nm)的被动锁模掺铒光纤激光器的研究越来越成熟，已逐渐趋于商业化；然而，随着密集波分复用(dense wavelength division multiplexing,DWDM)技术的发展，通信信道正在从传统的C波段向L波段(1565-1625nm)拓展，以进一步提高通信容量；而且，与C波段相比，L波段处增益相对平坦，不仅能够实现超短脉冲输出，而且有利于宽光谱光源设计，因此，稳定可靠的L波段超短脉冲光源亟待研究；此外，由于受到孤子锁模中的面积定理的限制，传统孤子型锁模光纤激光器的输出能量都在纳焦(nJ)以下。因此，亟需一种高能量的L波段被动锁模光纤激光器。

发明内容

本发明的目的是提供一种L波段锁模光纤激光器及其脉冲输出方法，旨在提供一种输出脉冲能量高达纳焦以上的L波段锁模光纤激光器。

第一方面，本发明实施例提供了一种L波段锁模光纤激光器，所述锁模光纤激光器包括泵浦源，以及通过光纤依次熔接并构成环形腔的光纤波分复用器、增益光纤、光纤隔离器、光纤耦合器、第一偏振控制器、光纤起偏器和第二偏振控制器；所述泵浦源通过光纤熔接与所述光纤波分复用器连接；其中，所述第一偏振控制器、所述光纤起偏器和所述第二偏振控制器互相配合产生脉冲能量并通过调节所述泵浦源的功率获取不同程度的脉冲能量。

第二方面，本发明实施例还提供了一种L波段锁模光纤激光器的脉冲输出方法，包括：泵浦源输出连续的光信号，并发送至光纤波分复用器；所述光纤波分复用器将所述光信号通过增益光纤发送至光纤隔离器；所述光纤隔离器将所述光信号发送至光纤耦合器进行耦合，其中一部分光信号作为激光器输出，另一部分光信号通过依次连接的第一偏振控制器、光纤起偏器、第二偏振控制器留在环形腔中。

本发明与现有技术相比的有益效果是：提出了L波段高脉冲能量的锁模光纤激光器，并且可以产生高能量的超短脉冲输出，可作为实验研究测试的稳定光源，具有极高的应用潜力。

附图说明