[实用新型]一种宽带可调谐的中红外全光纤超短脉冲激光器

说明书

本实用新型公开了一种宽带可调谐的中红外全光纤超短脉冲激光器，特点是包括用于发出1.55μm波段的连续光的激光源和沿光路依次设置的半导体可饱和吸收镜、掺铥光纤、波分复用器、超高数值孔径光纤、输出耦合器、SMS光纤滤波器、偏振控制器和光纤反射镜，波分复用器的一端与掺铥光纤连接，波分复用器的另一端分别与激光源及超高数值孔径光纤的一端连接，输出耦合器的一端与超高数值孔径光纤的另一端连接，输出耦合器的另一端设置有单模输出光纤，单模输出光纤与SMS滤波器并接于输出耦合器的另一端；优点是不仅响应速度快、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、适应环境能力出色，而且在制作时，制作工艺简单，可以大幅度削减制造成本。

技术领域

本实用新型涉及一种超短脉冲激光器，尤其是一种宽带可调谐的中红外全光纤超短脉冲激光器。

背景技术

2μm超短脉冲激光持续时间短、峰值功率高，在超连续谱产生、医疗手术、材料加工等领域有着非常广泛的应用，而具有波长可连续调谐功能的超短脉冲光纤激光器，它的结构紧凑、稳定性好、光束质量高、应用范围比单一波长的激光器更广，因此目前关于全光纤的波长可调谐超短脉冲激光源的研制是颇具意义的。

目前实现波长可调谐超短脉冲激光源主要为以下三种方案：第一，通过某些元件，如光栅，改变谐振腔低损耗区所对应的波长来改变激光的波长，使用掺钬晶体作为增益介质，利用双折射滤光片实现了波长可调谐范围为2050 ~ 2160 nm的2μm固体激光器，但固体激光器的转换效率较低，且温度效益比较严重，发热量大，必须配备冷却设备才能连续使用；第二，通过改变某些外界参数，如磁场、温度等，使激光跃迁的能级移动，现有的实验中提出了一种通过调整注入电流来调整激光器阵列波长分布的优化方法，其中使用的半导体激光器工作特性与温度有显著的关系，环境温度变化可以引起激射频率、阈值电流、输出光功率等变化，容易引起输出特性的不稳定；第三，利用非线性效应实现波长的变换和调谐，如受激拉曼散射、光二倍频、光参量振荡，现有实验中首先搭建了一个掺铥光纤主振荡器，产生重复频率为34.15 MHz，平均输出功率为2mW，中心波长为1922.8nm，光谱3 dB带宽为28.4 nm，脉冲宽度约为200 fs的耗散孤子，然后将主振荡器产生的耗散孤子注入到放大器中4 m的双包层掺铥光纤里，随着放大器中泵浦功率的增大，可以产生1.9μm到2.36μm连续调谐的拉曼孤子，这种方法波长可调谐范围大，但需要额外增加放大器以实现所需要的波长调谐功能，增加了系统的成本以及复杂性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种小型化、效率高、散热性能好及光束质量优良的宽带可调谐的中红外全光纤超短脉冲激光器，利用多模干涉器件对温度、拉力等外界因素的高灵敏度，实现激光器的调谐

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种宽带可调谐的中红外全光纤超短脉冲激光器，包括用于发出1.55μm波段的连续光的激光源和沿光路依次设置的半导体可饱和吸收镜、掺铥光纤、波分复用器、超高数值孔径光纤、输出耦合器、SMS光纤滤波器、偏振控制器和光纤反射镜，所述的波分复用器的一端与所述的掺铥光纤连接，所述的波分复用器的另一端分别与所述的激光源及所述的超高数值孔径光纤的一端连接，所述的输出耦合器的一端与所述的超高数值孔径光纤的另一端连接，所述的输出耦合器的另一端设置有单模输出光纤，所述的单模输出光纤与所述的SMS滤波器并接于所述的输出耦合器的另一端，所述的波分复用器用于接入所述的激光源发出的1.55μm波段的连续光并发送至所述的掺铥光纤，所述的掺铥光纤用于将接收到的1.55μm波段的连续光转换为2μm波段的连续光并发送至所述的半导体可饱和吸收镜，所述的半导体可饱和吸收镜用于将接收到的2μm波段的连续光转换为2μm波段的超短脉冲并沿光路发送至所述的输出耦合器，所述的输出耦合器输出至所述的SMS光纤滤波器与输出至所述的单模输出光纤的输出耦合比的范围为9:1，所述的SMS光纤滤波器用于对2μm波段的超短脉冲的中心波长进行调谐，所述的偏振控制器用于调谐腔内光的偏振态。