[发明专利]一种基于孤子锁模光纤激光器谐振边带的可调太赫兹波源

说明书

本发明公开了一种基于孤子锁模光纤激光器谐振边带的可调太赫兹波源，包括沿光路依次设置的光纤激光器、光纤放大器、非球面镜、光电导天线和太赫兹波滤波器，所述光电导天线背部粘接有透镜，光纤激光器与光纤放大器连接，光纤放大器输出的光进入非球面镜，非球面镜的输出光束照射到光电导天线上，并输出电信号，电信号经太赫兹波滤波器后滤出太赫兹波。本发明利用孤子锁模光纤激光器内谐振边带间距的可调谐性，通过光混频获得了可调太赫兹信号，避免了以往利用两个激光器泵浦太赫兹波产生系统的复杂性，以及双波长激光器作为泵浦源而导致的输出太赫兹波的不稳定，使系统结构更加紧凑、调节方便，提升了太赫兹波产生系统的光至太赫兹波的转换效率。

技术领域

本发明涉及一种可调太赫兹波源，尤其涉及一种基于孤子锁模光纤激光器谐振边带的可调太赫兹波源。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1THz～10THz之间的电磁波，对应的波长范围为3mm～30μm。在电磁波谱中，太赫兹波波段介于毫米波和红外光波段之间。虽然太赫兹波存在于自然界，但是由于地球大气层对太赫兹波的吸收非常明显，导致太赫兹波强度较弱。由于太赫兹波的产生及探测技术比其它波段困难，这一频段近几十年来才得到广泛的重视与开发。太赫兹波这一特殊波段在高速无线通信、安全成像、材料光谱学、天文学、生物医学等领域表现出了广阔的应用前景。

太赫兹波可以利用电子技术和光子技术获得。在电子学方面，有基于返向波管、耿式二极管振荡器的太赫兹波产生方式。另一方面，利用光子技术产生太赫兹波是太赫兹波产生技术的一个重要研究方向。例如，通过飞秒激光脉冲激发光电导天线、非线性晶体内差频或者太赫兹参量振荡器等产生太赫兹波。并且随着超快光学、超快光电器件、非线性光学晶体材料技术的发展，太赫兹波产生技术也随之取得了快速地发展。

随着太赫兹波应用领域的拓展，对于太赫兹波产生系统的性能，如可调谐性、稳定性、功率等提出了更高的需求。目前，通过将双波长光纤激光器产生的两束激光混频，以获得连续可调的太赫兹波已有报道。然而，由于两束激光的不相干性，导致混频产生的太赫兹波不稳定。基于锁模光纤激光器的太赫兹波产生系统，能够产生稳定的太赫兹波，但是该系统的光能量利用率不高。

发明内容

发明目的：本发明目的是提出一种基于孤子锁模光纤激光器谐振边带的可调太赫兹波源，产生宽带可调的太赫兹波，同时保持输出太赫兹波的稳定。

技术方案：本发明包括沿光路依次设置的光纤激光器、光纤放大器、非球面镜、光电导天线和太赫兹波滤波器，所述光电导天线背部粘接有透镜，所述光纤激光器与光纤放大器连接，光纤放大器输出的光进入非球面镜，非球面镜的输出光束照射到光电导天线上，并输出电信号，电信号经太赫兹波滤波器后滤出太赫兹波。

所述光纤激光器为能产生谐振边带的孤子锁模光纤激光器。

所述光纤激光器采用环形腔结构，所述环形腔包括首尾依次相连的波分复用器、第一光纤、光环形器、第二光纤、光隔离器、光耦合器和可饱和吸收体，其中，波分复用器与泵浦源连接。

所述第一光纤为增益光纤，增益光纤为掺铒光纤。

所述增益光纤的输出端与光环形器的输入端相连，光环形器的反射端与光栅应力调谐装置相连，光环形器的输出端连接第二光纤。

所述光栅应力调谐装置为啁啾光纤光栅应力调谐装置，包括啁啾光纤光栅，啁啾光纤光栅的两端分别通过光纤夹具固定，光纤夹具通过支架连接到位移平台上，其中一个支架下部设有位移旋钮。

所述位移旋钮用以调节啁啾光纤光栅上的应力，来改变孤子锁模光纤激光器谐振边带的间距，进而改变产生太赫兹波的频率。

所述第二光纤为单模光纤，以调节激光腔腔长，保证激光器输出激光的稳定。

所述的非球面镜设置在支架顶部。