[发明专利]基于SMF-SIMF-GIMF-SMF光纤结构的2μm锁模光纤激光器

说明书

本发明公开了一种基于SMF‑SIMF‑GIMF‑SMF光纤结构的2μm锁模光纤激光器，激光器为环形腔结构，包括泵浦源、波分复用器、增益光纤、非保偏隔离器、偏振控制器、作为锁模器件的全光纤可饱和吸收器件、及作为输出的耦合器；所述的全光纤可饱和吸收器件由依次熔接的输入单模光纤、阶跃多模光纤、渐变多模光纤、输出单模光纤组成。本发明激光器锁模机制是利用多模光纤中的非线性多模干涉效应，具有全光纤结构、高损伤阈值、锁模自启动性、高稳定性和结构紧凑等特点，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及光纤激光器，尤其是涉及一种基于SMF-SIMF-GIMF-SMF(单模-阶跃多模-渐变多模-单模)光纤结构的2μm锁模光纤激光器。

背景技术

2μm锁模光纤激光器在人眼安全雷达、激光医疗、光电对抗以及特殊材料加工等领域具有广泛的应用前景。可饱和吸收器件(SA)是被动锁模光纤激光器实现锁模脉冲输出的关键器件，其具有可饱和或类可饱和吸收效应。实现被动锁模主要有以下几种方案：碳纳米管、半导体可饱和吸收镜、非线性偏振旋转和非线性光纤环形镜。前两种结构损伤阈值比较低，后两者结构对环境因素比较敏感，因此这些锁模机制都存在一定的局限性和缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于SMF-SIMF-GIMF-SMF光纤结构的2μm锁模光纤激光器，该激光器为一种被动锁模掺铥光纤激光器，其锁模机制是利用非线性多模干涉效应，具有全光纤结构、高损伤阈值、锁模自启动性、高稳定性和结构紧凑等特点，具有广泛的应用前景。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于SMF-SIMF-GIMF-SMF光纤结构的2μm锁模光纤激光器，激光器为环形腔结构，其包括泵浦源、波分复用器(WDM)、增益光纤、非保偏隔离器(ISO)、偏振控制器(PC)、作为锁模器件的全光纤可饱和吸收器件、作为输出的耦合器(OC)；

增益光纤采用单模掺铥光纤，全光纤可饱和吸收器件由依次熔接的输入单模光纤、阶跃多模光纤、渐变多模光纤、输出单模光纤组成，其中阶跃多模光纤的长度控制在200～500μm最佳，渐变多模光纤的长度为7～10cm，单模光纤为标准单模光纤，与所有元件的标准单模光纤一致。

泵浦光经WDM耦合进入增益掺铥光纤，掺铥光纤另一端接非保偏隔离器输入端，非保偏隔离器输出端接偏振控制器，偏振控制器与制作的全光纤可饱和吸收器件相连，全光纤可饱和吸收器件与耦合器连接，耦合器一端连接WDM构成环形回路，另一端作为激光输出端。

所述的泵浦源为一个单模输出的1570nm的光纤激光器。

所述的偏振控制器采用手动挤压式偏振控制器。

本发明的优点在于：

1、SMF-SIMF-GIMF-SMF为全光纤锁模器件，其利用非线性多模干涉机制进行锁模，损伤阈值高，锁模阈值低，自启动性好。

2、SMF-SIMF-GIMF-SMF锁模器件均采用商用光纤，制作简单，调节方便，对振动、温度变换等环境因素变化不敏感，易于广泛使用。

3、通过对SMF-SIMF-GIMF-SMF锁模器件的调节，可实现波长可调谐的锁模输出。

4、所有元件的连接通过光纤熔接完成，实现全光纤结构，结构紧凑简单，易于集成。

附图说明

图1为本发明实例中光纤锁模激光器结构示意图。

图2是本发明实例中激光器的基频脉冲序列图。

图3为本发明实例激光器输出的光谱图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。