[发明专利]一种基于可饱和吸收镜的被动锁模光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及锁模光纤激光器的制备技术，特别是一种基于可饱和吸收镜的被动锁模光纤激光器。 

背景技术

锁模光纤激光器在超快光学、非线性光学、生物光学、光信息处理以及激光加工等领域具有重要的研究价值。进入90年代，人们对锁模激光器的理论和实验做了大量研究，在理论上提出了崭新的设计理念，例如主动锁模、谐波锁模、有理数谐波锁模、附加（或碰撞）脉冲锁模、注入锁模、非线性光学环境锁模、非线性偏振旋转锁模、半导体可饱和吸收体锁模等一系列锁模理论。 

根据锁模原理将锁模光纤激光器分为主动锁模光纤激光器和被动锁模光纤激光器两大类。被动锁模光纤激光器技术是一种典型的全光纤非线性锁模技术。它让激光器的腔内不存在任何主动调制器，但是光纤激光器仍然可以实现飞秒脉冲的输出；其原理是：在光纤激光器中，一般存在一些非线性光学效应，这些光学效应的强度和腔内运行的脉冲的峰值有关，这样的一种相关性，让激光器内部的各纵模相位锁定，在这种情况下，光纤激光器便可以输出稳定的飞秒脉冲。 

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种结构紧凑、低成本、重复频率高、超短脉冲的基于可饱和吸收镜的被动锁模光纤激光器。 

本发明的技术方案： 

一种基于可饱和吸收镜的被动锁模光纤激光器，由掺铒光纤放大器、20:80耦合器、偏振控制器、可饱和吸收镜和环形器组成σ腔，所述20:80光耦合器的三个端口分别为a、b、c，其中输入端的a端口通过光纤与掺铒光纤放大器连接、b端口通过光纤与偏振控制器连接，输出端的c端口做为整个激光器的输出；所述光环形器设有三个端口分别为d、e、f，其中输入端的d端口与偏振控制器端连接，e端口通过光纤与带有尾纤的可饱和吸收镜相连，f口与掺铒光纤放大器的输入端口相连。 

本发明的工作原理：： 

    该基于可饱和吸收镜的被动锁模光纤激光器利用可饱和吸收镜实现被动锁模，产生超短脉冲。由无阈值的掺铒光纤放大器产生自发辐射的光，经过可饱和吸收镜后，脉冲幅度大的地方被反射，而幅度相对较小的地方被吸收，最后的结果是，脉冲峰值能量越来越高，而脉冲两侧处能量越来越低，周而复始，光纤激光器便输出稳定的飞秒脉冲。

本发明的优点是：该被动锁模光纤激光器具有结构简单、成本低、脉冲重复频率高、脉冲脉宽窄等优点，能够在常温下稳定工作。 

  

附图说明

附图是该基于可饱和吸收镜的的被动锁模光纤激光器。 

图中：1.掺铒光纤放大器     2. 20:80光耦合器     3.偏振控制器   

4.可饱和吸收镜     5.光环形器

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的具体说明。 

实施例： 

一种基于可饱和吸收镜的被动锁模光纤激光器，由掺铒光纤放大器1、20:80耦合器2、偏振控制器3、可饱和吸收镜4和光环形器5组成σ腔，所述20:80光耦合器2的三个端口分别为a、b、c，其中输入端的a端口通过光纤与掺铒光纤放大器1连接、b端口通过光纤与偏振控制器3连接，输出端的c端口做为整个激光器的输出；光环形器5设有三个端口分别为d、e、f，其中输入端的d端口与偏振控制器3端连接，e端口通过光纤与带有尾纤的可饱和吸收镜4相连，f口与掺铒光纤放大器1的输入端口相连。 

该实施例中：偏振控制器中单模光纤的长度为3米；50:50光耦合器的型号为SC-1550 50/50-0； 20:80光耦合器的型号为SC-1550-20/80-0；掺铒光纤放大器型号： X3200；可饱和吸收镜的型号为SAM-1550-13-x-2ps。 

该基于可饱和吸收镜的被动锁模光纤激光器利用可饱和吸收镜实现被动锁模，产生超短脉冲。由无阈值的掺铒光纤放大器产生自发辐射的光，经过可饱和吸收镜后，脉冲幅度大的地方被反射，而幅度相对较小的地方被吸收，最后的结果是，脉冲峰值能量越来越高，而脉冲两侧处能量越来越低，周而复始，光纤激光器便输出稳定的飞秒脉冲。 

我们从20:80光耦合器的g端口通过示波器和光谱仪多锁模进行监测，监测结果显示：谐波锁模重复频率可达5MHz，而脉冲宽度可达到800fs,并能够在常温下正常工作。 

该被动锁模光纤激光器在超快光学、非线性光学、光纤通信、生物光学、光信息处理以及激光加工等领域具有重要的研究价值和应用。