[发明专利]一种腔长可调的光纤飞秒激光器

说明书

技术领域

本发明专利属于测量技术领域，特别涉及一种腔长可调的光纤飞秒激光器。

背景技术

飞秒激光器作为光源，广泛应用于光学频率梳、异步光学采样ASOPS，Asynchronous Optical Sampling、腔长调节光学采样OSCAT，Optical Sampling by Cavity Tuning等激光精密测量领域，其可靠性也直接决定了整个测量系统的性能。

相比于固体飞秒激光器，光纤飞秒激光器尽管具有结构紧凑、稳定性好和成本低的优势，但是应用于精密测量等工业领域，其性能还需进一步提升。除了需要提高光纤飞秒激光器的锁模稳定性外，还需要增大其重复频率的调谐范围。

由于激光器的重复频率与其谐振腔腔长有关，目前，对于光纤飞秒激光器的重复频率进行调节的主要手段包括：1）在激光谐振腔内加入光纤延时线，该方式可调谐范围小；2）将增益光纤粘贴到压电陶瓷PZT上，通过PZT拉伸光纤达到调节腔长的目的，缺点是容易损坏增益光纤；3）在激光谐振腔内加入可移动反射镜，虽然重复频率的调谐范围较大，但是稳定性差。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种腔长可调的光纤飞秒激光器，具有腔长调谐范围大、环境稳定性高、结构简单紧凑等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种腔长可调的光纤飞秒激光器，包括环形腔、线形支路和腔长调节自动控制模块三部分，其中

所述的环形腔包括依次连接成环形的保偏隔离分光型波分复用器、透射式可饱和吸收体、偏振合束器和保偏掺杂光纤，所述的透射式可饱和吸收体为可实现自启动锁模的器件，所述的保偏隔离分光型波分复用器一端口连接有与环形腔相耦合的半导体泵浦激光器，泵浦光经保偏隔离分光型波分复用器耦合进入环形腔，反向泵浦保偏掺杂光纤；

所述的线形支路包括依次连接的偏振合束器、非保偏色散补偿光纤、光纤准直器、45°法拉第旋转镜和角锥棱镜，所述的光纤准直器和45°法拉第旋转镜紧固连接，光纤准直器输出的光经由角锥棱镜进入45°法拉第旋转镜偏振态旋转90°后产生正交偏振的反射光；

所述的腔长调节自动控制模块包括依次连接的保偏分束器、光电探测器、自动驱动控制电路和压电陶瓷，所述的角锥棱镜固定在压电陶瓷上，保偏分束器用于对保偏隔离分光型波分复用器的输出光进行分束，自动驱动控制电路根据接收到的光电探测器信号驱动压电陶瓷进行相应的线性平移，实现对腔长的调节。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其半导体泵浦激光器采用974nm或976nm或1480nm的尾纤式半导体激光器。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其保偏隔离分光型波分复用器为混合无源器件，包括光纤耦合器、光隔离器和波分复用器。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其透射式可饱和吸收体为透射式的半导体可饱和吸收体、单臂碳纳米管、石墨烯和黑鳞中的任一种。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其偏振合束器采用尾纤为保偏光纤的光器件。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其非保偏色散补偿光纤提供正常色散，用于补偿整个激光器谐振腔内的反常色散。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其光纤准直器为FC/APC、FC/PC、SC/APC、SC/PC、LC/APC或LC/PC接口的单模光纤准直器。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其45°法拉第旋转镜为单程偏转45°的法拉第旋转镜。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其角锥棱镜为镀膜前面精度不大于λ/4，发射光的光束角度误差不大于5秒、波长范围为400-2000nm的角锥棱镜。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其保偏掺杂光纤为保偏掺铒光纤或保偏铒镱共掺光纤。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其保偏分束器是1×2的尾纤为保偏单模光纤的无源器件。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其光电探测器是尾纤保偏为单模光纤的光电探测器。

所述的一种腔长可调的光纤飞秒激光器，其半导体泵浦激光器、保偏隔离分光型波分复用器、透射式可饱和吸收体、偏振合束器、色散补偿光纤、保偏掺杂光纤、保偏分束器、光电探测器之间均通过熔接涂覆或熔接后加热缩套管的方式连接。