可饱和吸收体的脉冲光纤激光器及系统转让专利
申请号 : CN202010458729.9
文献号 : CN111697421B
文献日 : 2021-08-31
发明人 : 李晓辉 , 王亚民
申请人 : 陕西师范大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种可饱和吸收体的脉冲光纤激光器,其特征在于,所述脉冲光纤激光器包括:泵浦源、掺铒光纤、隔离器、偏振控制器、光调制器、输出耦合器和波分复用器;
所述波分复用器分别与所述泵浦源、所述掺铒光纤和所述输出耦合器的一端连接,所述掺铒光纤的另一端、所述隔离器、所述偏振控制器和所述光调制器依次连接,所述光调制器的另一端与所述输出耦合器的另一端连接,其中,所述光调制器的可饱和吸收体的材料为硒代亚磷酸铁。
2.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的脉冲光纤激光器,其特征在于,所述输出耦合器的输出比为70%和30%中任意一种。
3.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的脉冲光纤激光器,其特征在于,所述波分复用器的可通过光的波长为980纳米和1550纳米。
4.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的脉冲光纤激光器,其特征在于,所述泵浦源为半导体激光器,所述半导体激光器的输出中心波长为976纳米。
5.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的脉冲光纤激光器,其特征在于,所述所述隔离器为偏振无关隔离器。
6.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的脉冲光纤激光器,其特征在于,所述偏振控制器为三片旋转式偏振控制器。
7.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的脉冲光纤激光器,其特征在于,所述掺铒光纤的纤芯直径为3微米‑6微米。
8.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的脉冲光纤激光器,其特征在于,所述所述掺铒光纤的纤芯直径为4微米。
9.根据权利要求1所述的可饱和吸收体的脉冲光纤激光器,其特征在于,所述光调制器中的拉锥光纤锥区的材料为硒代亚磷酸铁,且所述拉锥光纤锥区的直径为5微米‑15微米。
10.一种可饱和吸收体的脉冲光纤激光系统,其特征在于,所述系统包括:电源与权利要求1‑9任意一项所述的脉冲光纤激光器,所述电源分别与泵浦源、掺铒光纤、偏振无关隔离器、偏振控制器、光调制器、输出耦合器和波分复用器连接,用于分别给所述泵浦源、所述掺铒光纤、所述偏振无关隔离器、所述偏振控制器、所述光调制器、所述输出耦合器和所述波分复用器供电。
说明书 :
可饱和吸收体的脉冲光纤激光器及系统
技术领域
背景技术
他激光器,由于全光纤系统内的超短脉冲激光器有着体积小、热效应低、成本低、易于装配、
集成以及运输等独特优势,所以在全光纤系统内获得超短脉冲光纤激光是一个热门的研究
方向。
件,实现材料对光纤内光的调制,从而使得锁模光纤激光器的脉冲更短。
发明内容
效果不佳的问题。
端光连接,其中,光调制器的可饱和吸收体的材料为硒代亚磷酸铁。
振无关隔离器、偏振控制器、光调制器、输出耦合器和波分复用器电连接,用于分别给泵浦
源、掺铒光纤、偏振无关隔离器、偏振控制器、光调制器、输出耦合器和波分复用器供电。
器的另一端电连接,其中,光调制器的可饱和吸收体的材料为硒代亚磷酸铁,由于硒代亚磷
酸铁是由多个薄层堆叠起来的,每个薄层之间均有能隙,使得由硒代亚磷酸铁制成的光调
制器可以降低对光的吸收,从而使得光低损耗的穿过,并且由于该硒代亚磷酸铁具有较大
的调制深度,使得该脉冲光纤激光器的脉冲时间更短,并且由硒代亚磷酸铁制作的光调制
器成本较低。
附图说明
范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
具体实施方式
本发明一金属板实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实
施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范
围。
发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不
是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不
能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理
解为指示或暗示相对重要性。
全水平,而是可以稍微倾斜。
体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接
相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上
述术语在本发明中的具体含义。
包括:泵浦源10、掺铒光纤20、隔离器30、偏振控制器40、光调制器50、输出耦合器60和波分
复用器70;波分复用器70分别与泵浦源10、掺铒光纤20和输出耦合器60的一端电连接,掺铒
光纤20的另一端、隔离器30、偏振控制器40和光调制器50依次电连接,光调制器50的另一端
与输出耦合器60的另一端电连接,其中,光调制器50的可饱和吸收体的材料为硒代亚磷酸
铁。
一端与偏振控制器40电连接,该偏振控制器40的另一端与光调制器50电连接,该光调制器
50的另一端与该输出耦合器60的另一端电连接,该泵浦源10用于给脉冲光纤激光器提供能
量,并维持离子数翻转,使得该脉冲光纤激光器中产生激光,该掺铒光纤20用于实现将产生
的激光的波长进行转换,及将粒子数的反转,即将脉冲光纤激光器产生受激辐射放大,该隔
离器30用于保证光在脉冲光纤激光器中的单向传输,防止有其他杂质光对脉冲光纤激光器
的激光有影响,偏振控制器40用于对光的相位进行调控,由于单模光纤具有双折射特性,则
可以使用偏振控制器40对单模光纤中的激光进行相位调控,光调制器50用于将较弱的光进
行吸收,使得较强的光进行通过,以此实现对激光的调控,输出耦合器60用于将一部分光输
出到脉冲光纤激光器腔外进行测量或者进行使用,需要说明的是,该脉冲光纤激光器中的
输出耦合器60的输出比例根据实际需要进行设定,在此不做具体限定,若输出激光与工作
激光的比例为30:70,则该输出耦合器60的输出比为30%,波分复用器70用于将预设波长的
光耦合到脉冲光纤激光器中,该脉冲光纤激光器中包括泵浦源10、掺铒光纤20、隔离器30、
偏振控制器40、光调制器50、输出耦合器60和波分复用器70多个部件,每个部件都有相应的
规格,具体规格根据实际需要进行选择,在此不做具体限定,该光调制器50的可饱和吸收体
的材料为硒代亚磷酸铁,硒代亚磷酸铁为半导金属磷三卤代物,具有优良的光电化学特性,
硒代亚磷酸铁一般是由多层组成,每一层都是通过弱的范德华力堆积起来的,硒代亚磷酸
铁也可以被剥离成单层。硒代亚磷酸铁薄层的能隙可以调节在1.3电子伏特‑3.5电子伏特
的范围内,使得硒代亚磷酸铁薄层具有宽波段的响应,使用该硒代亚磷酸铁作为光调制器
50的可饱和吸收体,使得较弱的光进行吸收,使得较强的光进行通过,以此实现对激光的调
控,并且该硒代亚磷酸铁具有较大的调制深度,使得该脉冲光纤激光器对脉冲的压缩效应
会更好,使得该脉冲光纤激光器实现更短脉冲的输出。
利用火焰灼烧光纤,当光纤受热后处于熔融状态的时候,利用机械拉伸法,缓慢的将光纤拉
伸成拉锥光纤。所制备的拉锥光纤必须严格的控制其损耗低于20%,其次是锥区的直径控
制在预设尺寸内,这样的拉锥光纤才能保证激光的输出功率以及激光的倏逝波与材料的相
互作用。然后是沉积材料,制备的硒代亚磷酸铁溶解于丙酮中通过两小时以上的液相剥离
法获得较少层数的硒代亚磷酸铁纳米片,然后利用光学沉积法把材料沉积到拉锥光纤上。
同时控制沉积好材料的拉锥光纤的损耗低于50%。以上便是制备硒代亚磷酸铁沉积于拉锥
光纤构成可饱和吸收的光学器件的过程,这种可饱和吸收光学器件具有较好的调制能力,
所组成的光纤激光器有望实现散热性能更加好,输出更加稳定,体积更加小。
量级距离后重新返回第一介质,沿着反射光方向射出。这个沿着第二介质表面的波被称隐
矢波也叫隐逝波或倏逝波。
发明一实施例提供的一种可饱和吸收体的脉冲光纤激光器的自相关轨迹图,如图2、图3和
图4所示,图2横坐标表示时间,纵坐标表示强度,通过图2可以得到两个脉冲序列间隔172纳
秒;图3横坐标表示波长,纵坐标为强度,通过图3可以得到3分贝光谱带宽为4.4纳米;图4可
以得到孤子分子的自相关轨迹与通过双曲正割拟合的拟合曲线,横坐标时间,纵坐标是归
一化强度,是得到脉冲宽度为1.13皮秒;图2、图3和图4是通过实验得到的有关脉冲光纤激
光器的使用数据。
和吸收体。
个半导体激光器组成,则多个半导体激光器的输出中心波长均为976纳米,若该泵浦源10由
一个半导体激光器构成,则该半导体激光器的输出中心波长为976纳米。
调制效率更高,进而在光纤激光器中若使用跳线头将材料结合进去时,薄层状的硒代亚磷
酸铁可使插入损耗不会很大。
的另一端与输出耦合器60的另一端电连接,其中,光调制器50的可饱和吸收体的材料为硒
代亚磷酸铁,由于硒代亚磷酸铁是由多个薄层堆叠起来的,每个薄层之间均有能隙,使得由
硒代亚磷酸铁制成的光调制器50可以降低对光的吸收,从而使得光低损耗的穿过,并且由
于该硒代亚磷酸铁具有较大的调制深度,使得该脉冲光纤激光器的脉冲时间更短,并且由
硒代亚磷酸铁制作的光调制器50成本较低。
30、偏振控制器40、光调制器50、输出耦合器60和波分复用器70电连接,用于分别给泵浦源
10、掺铒光纤20、偏振无关隔离器30、偏振控制器40、光调制器50、输出耦合器60和波分复用
器70供电。
等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。