[发明专利]一种基于石墨烯电光调制的双波长同步调Q光纤激光器

说明书

本发明提出一种基于石墨烯电光调制的双波长同步调Q光纤激光器，包括：第一光纤激光腔、第二光纤激光腔和空间光调制腔，第一光纤激光腔产生第一波长激光，且第一光纤激光腔与空间光调制腔光学耦合形成第一线型激光腔，第二光纤激光腔产生第二波长激光，且第二光纤激光腔与空间光调制腔光学耦合形成第二线型激光腔；空间光调制腔中设置有石墨烯电光调制器，并对第一波长激光和第二波长激光进行同步电光调制；第一线型激光腔作为电光调制后第一波长激光的振荡激光腔，第二线型激光腔作为电光调制后第二波长激光的振荡激光腔。本发明通过将两个光纤激光腔与一个空间光调制腔耦合实现了重复频率可控、工作带宽宽的微秒量级双波长脉冲激光同步输出。

技术领域

本发明涉及光纤激光器及光调制技术领域，尤其是涉及一种基于石墨烯电光调制的双波长同步调Q光纤激光器。

背景技术

双波长同步脉冲激光器在拉曼散射光谱和非线性频率转换等领域显现出了巨大的应用潜能，目前常用的实现双波长同步脉冲激光器的方法包括主动和被动调Q/锁模，相较于锁模方式需要和腔长精确匹配，调Q方式脉冲的产生和输出特性依赖于泵浦功率，与被动方式相比较，稳定性好的主动调制方式由于缺乏宽带主动器件而受到了限制。石墨烯是一种碳原子以六角蜂窝结构共价结合的二维层状材料，由于其独特的零带隙结构使其具备优异的光电材料特性，目前，已经被广泛应用于光电子学、光子学及非线性光学研究中，在本征石墨烯能带中，费米能级位于狄拉克点，对石墨烯外加电压，石墨烯中的载流子浓度会发生改变，从而会使石墨烯的费米能级发生移动，因此，石墨烯对光的吸收率可以通过外加在石墨烯上的电压来调控。现有技术中尚未出现稳定性好的基于主动调制方式的双波长同步脉冲激光器，更没有出现基于石墨烯电光调制的双波长同步调Q光纤激光器，本发明基于此提出。

发明内容

本发明提出了一种基于石墨烯电光调制的双波长同步调Q光纤激光器，通过将两个独立的光纤激光腔与一个空间光调制腔波分复用耦合成两个线型激光腔，通过两个光纤激光腔提供双波长光纤激光，通过空间光调制腔对双波长光纤激光进行基于石墨烯的电光调制，通过两个线型激光腔为调制后的双波长脉冲激光提供振荡增益腔，最终通过周期性电压信号调制石墨烯的光学吸收实现了重复频率可控、工作带宽宽的微秒量级双波长脉冲激光同步输出，具有广阔应用前景。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种基于石墨烯电光调制的双波长同步调Q光纤激光器，包括：第一光纤激光腔、第二光纤激光腔和空间光调制腔，所述第一光纤激光腔产生第一波长激光，且所述第一光纤激光腔与所述空间光调制腔光学耦合形成第一线型激光腔，所述第二光纤激光腔产生第二波长激光，且所述第二光纤激光腔与所述空间光调制腔光学耦合形成第二线型激光腔；所述空间光调制腔中设置有石墨烯电光调制器，并对第一波长激光和第二波长激光进行同步电光调制；所述第一线型激光腔作为电光调制后第一波长激光的振荡激光腔，所述第二线型激光腔作为电光调制后第二波长激光的振荡激光腔。

进一步的根据本发明所述的双波长同步调Q光纤激光器，其中所述第一光纤激光腔和第二光纤激光腔通过双波长波分复用器耦合于所述空间光调制腔，所述双波长波分复用器的第一分波端口光学耦合于所述第一光纤激光腔，所述双波长波分复用器的第二分波端口光学耦合于所述第二光纤激光腔，所述双波长波分复用器的公共合波端口光学耦合于所述空间光调制腔。

进一步的根据本发明所述的双波长同步调Q光纤激光器，其中所述空间光调制腔包括光纤准直透镜12、空间聚焦透镜13、空间端面全反射镜15和所述石墨烯电光调制器14，所述空间聚焦透镜13设置于所述光纤准直透镜12的正后方，所述空间端面全反射镜15设置于所述空间聚焦透镜13的后焦点位置，所述石墨烯电光调制器14设置于所述光纤准直透镜12和空间聚焦透镜13之间或者设置于所述空间聚焦透镜13和空间端面全反射镜15之间；所述双波长波分复用器的公共合波端口耦合连接于第一传输光纤的一端，所述第一传输光纤的另一端位于所述光纤准直透镜12的前焦点位置。