[发明专利]一种基于硒化铋可饱和吸收体的高能量线性腔光纤激光器

说明书

本发明公开了一种基于硒化铋可饱和吸收体的高能量线性腔光纤激光器，包括一种高能量线性腔光纤激光器和一种硒化铋可饱和吸收体的制备方法。本发明激光器采用线性腔结构，由波分复用器将激光二极管泵浦源的泵浦激光耦合进线性腔内，由一对光纤布拉格光栅作为线性腔的反射镜。线性腔内，波分复用器、掺镱光纤、单模光纤、偏振控制器、硒化铋可饱和吸收体依次连接，所述器件均使用光纤熔接进行连接，激光器具有全光纤结构。硒化铋可饱和吸收体的制备方法是先通过化学气相沉积技术制成硒化铋薄膜，再使用热解胶带将硒化铋薄膜转移至光纤跳线端面上，通过法兰头与另一跳线相连以插入腔内。本发明激光器通过使用线性腔结构和所述硒化铋可饱和吸收体，具有高输出功率和脉冲能量高的特点，并且兼具脉冲束和暗脉冲两种锁模操作。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体为一种高能量线性腔光纤激光器和一种硒化铋可饱和吸收体的制备方法。

背景技术

高能量脉冲光纤激光器已广泛应用于工业材料加工、远程光通信、光纤传感器、科学研究等领域。而最近，被动锁模光纤激光器已经可以实现高能量脉冲。众所周知，非线性可饱和吸收体是被动锁模光纤激光器不可或缺的组成部分，基于石墨烯、碳纳米管、拓扑绝缘体、过渡金属二硫化物和黑磷等各种原子薄层材料的可饱和吸收体已用于被动锁模操作来获得多种脉冲。除了通常报道的亮脉冲外，在光纤系统中还观察到脉冲束和暗脉冲。特别是暗脉冲具有损耗低、传输速度快等优点，在远距离通信和精密测量领域具有广泛的应用潜力。

拓扑绝缘体因其超宽带可饱和吸收和低饱和强度等优异的光学特性而备受关注。硒化铋作为一种拓扑绝缘体，除了上述特性之外，还具有相当大的三阶光学非线性折射率。与其它二维材料相比，硒化铋拥有高非线性效应、高损伤阈值和超快恢复时间的特点，这说明硒化铋是一种很有潜力的非线性光学材料。目前合成硒化铋的方法有很多，如溶剂热法、液相剥离法、分子束外延生长法、化学气相沉积法等。其中，化学气相沉积法可用于制备具有高损伤阈值的高质量硒化铋。硒化铋在被动锁模光纤激光器中作为可饱和吸收体已经取得了相当多的成果。然而需要注意的是，基于硒化铋可饱和吸收体的全正色散掺镱光纤激光器中从未实现过暗脉冲。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高能量线性腔光纤激光器和一种硒化铋可饱和吸收体的制备方法，解决了背景技术中提到的问题。

一种高能量线性腔光纤激光器，具体技术方案如下：

所述激光器包括激光二极管泵浦源、光纤布拉格光栅一、波分复用器、掺镱光纤、单模光纤、偏振控制器、硒化铋可饱和吸收体和光纤布拉格光栅二。

其中，优选的是，所述激光二极管泵浦源的中心波长为980nm；所述光纤布拉格光栅一在1064.55nm至1065.75nm范围内的反射率大于99.9％，尾纤为普通单模光纤；所述波分复用器包括980nm输入端和1064nm输入端，尾纤为普通单模光纤；所述掺镱光纤的型号为Yb-1200，长度为0.25m；所述单模光纤的长度为180m；所述光纤布拉格光栅二(8)的反射中心波长为1065.18nm，反射率为60％，3dB带宽为0.92nm，尾纤为普通单模光纤；所述偏振控制器的尾纤为普通单模光纤。

优选的是，所述光纤布拉格光栅一、波分复用器的1064nm输入端、波分复用器的透射端、掺镱光纤、单模光纤、偏振控制器、硒化铋可饱和吸收体和光纤布拉格光栅二依次相连构成所述激光器的线性腔。其中，所述激光二极管泵浦源的泵浦激光由波分复用器的980nm输入端耦合进入线性腔，所述激光器的输出由光纤布拉格光栅二进行输出，输出40％的腔内激光。

优选的是，所述激光器具有脉冲束和暗脉冲两种锁模操作。在较低的泵浦功率下，本发明激光器可以实现脉冲束输出；在较高的泵浦功率下，本发明激光器可以实现暗脉冲输出。