[发明专利]一种被动锁模光纤激光器及其谐振腔、旋转角度调节装置

说明书

技术领域

本发明属于光纤激光器设计技术领域，尤其涉及一种被动锁模光纤激光器及其谐振腔、旋转角度调节装置。

背景技术

近年来，被动锁模光纤激光器以其重复频率高，效率高，光束质量好，可调谐，短脉冲等特点而迅速发展，并在超快光学、超连续谱产生、通信等领域有着重要的应用。

一般地，被动锁模光纤激光器的锁模方式有以下几类：可饱和吸收体锁模，非线性放大环形腔锁模，非线性光学环形腔锁模和非线性偏振旋转锁模。由于锁模脉冲的形成受到谐振腔内偏振态的影响，各种锁模方案往往都需要在谐振腔内插入一些偏振器件从而达到改变腔内偏振态的目的进而形成锁模脉冲，常用的偏振器件有偏振控制器，起偏器和波片等。

图1示出了现有技术提供的被动锁模光纤激光器的典型结构，其包括：泵浦源，用于输出具有第一波长值的泵浦光；以及单向环形谐振腔，用于将泵浦源输出的泵浦光转换成短脉冲激光后输出。其中的谐振腔具体包括：作为增益物质的掺杂光纤，用于将泵浦源输出的具有第一波长值的泵浦光转换成具有第二波长值的激光；起偏器，用于对不同强度的激光滤波；光纤耦合单元，用于将部分具有第二波长值的激光耦合入起偏器；偏振控制器，利用光纤弹光效应改变光纤中的双折射，以控制光纤传输的激光的偏振态；隔离单元，用于保证谐振腔中激光传输的单向性；波分复用单元，用于将泵浦源输出的具有第一波长值的泵浦光与经隔离单元后的激光耦合入谐振腔。其中，波分复用单元、掺杂光纤、光纤耦合单元、起偏器、偏振控制器以及隔离单元沿谐振腔中激光传输的方向顺次排列。

可以看出，现有技术中，由于起偏器的偏振方向固定，无法调整其偏振方向，因此需要在谐振腔内插入偏振控制器或多个波片才能得到锁模脉冲。在谐振腔内插入偏振控制器的方式下，虽然插入损耗较小，但由于偏振控制器主要利用了光纤的打圈应力双折射，所以光纤的弯曲半径不能过小，否则会造成断裂，从而造成了偏振控制器的体积较大，不利于产品的小型化。在谐振腔内插入多个波片的方式下，往往需要λ/4，λ/2，λ/4三个波片的依次组合才能通过调节得到锁模脉冲的输出，因此体积也较大，不利于产品的小型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种被动锁模光纤激光器，旨在解决现有技术提供的被动锁模光纤激光器，由于谐振腔中起偏器的偏振方向固定，需要加入体积较大的偏振控制器或多个波片的组合，造成产品的体积较大的问题。

本发明是这样实现的，一种被动锁模光纤激光器，包括泵浦源和单向环形谐振腔，所述谐振腔包括将所述泵浦源输出的具有第一波长值的泵浦光转换成具有第二波长值的激光的掺杂光纤、第一光纤耦合单元、隔离单元、波分复用单元，所述谐振腔还包括：对部分所述具有第二波长值的激光滤波后输出线偏振光的旋转起偏器，改变经所述旋转起偏器的激光的偏振态的1/2旋转波片、以及改变经所述1/2旋转波片的激光的偏振态以形成椭圆偏振光的1/4旋转波片；

所述波分复用单元、掺杂光纤、第一光纤耦合单元、旋转起偏器、1/2旋转波片、1/4旋转波片以及隔离单元沿所述谐振腔中激光传输的方向顺次闭环排列。

进一步地，所述激光器还可以包括：一旋转角度调节装置，其连接所述旋转起偏器、1/2旋转波片以及1/4旋转波片，接收另一部分所述具有第二波长值的激光，并当另一部分所述具有第二波长值的激光是连续光时带动所述旋转起偏器、1/2旋转波片以及1/4旋转波片旋转、而当另一部分所述具有第二波长值的激光是锁模脉冲时停止带动所述旋转起偏器、1/2旋转波片以及1/4旋转波片旋转。

更进一步地，所述旋转角度调节装置可以包括：

连接所述旋转起偏器的第一步进电机；

连接所述1/2旋转波片和1/4旋转波片的第二步进电机；

将输入光信号转换成电信号后输出的第一光电探测单元；

将另一部分所述具有第二波长值的激光中的一部分耦合入所述第一光电探测单元输入端的第二光纤耦合单元；

连接所述第一光电探测单元输出端，将所述第一光电探测单元输出的电信号进行波形放大及整形处理后输出的波形放大及整形单元；