[发明专利]高阶模信号注入的中红外可调谐光纤参量振荡器

摘要

本发明公开了高阶模信号注入的中红外可调谐光纤参量振荡器，其特征在于：包括高阶模信号注入部分、中红外参量振荡部分和泵浦光部分；高阶模信号注入部分利用模式转换单元将信号光激光器输出的信号光模式由基模转化为特定的高阶模；中红外参量振荡部分利用具有高非线性特性的硒化物光纤作为参量增益介质；泵浦光部分为四波混频过程提供高功率泵浦光。本发明的光纤参量振荡器通过基于硒化物光纤的四波混频过程，可获得中红外波段宽范围可调连续窄线宽的激光输出，弥补了光纤激光器在中红外波段可调谐激光输出的空白。

主权项

1.高阶模信号注入的中红外可调谐光纤参量振荡器，其特征在于：包括高阶模信号注入部分(I)、中红外参量振荡部分(II)和泵浦光部分(III)；所述高阶模信号注入部分(I)包括信号光激光器(2)、光隔离器I(4)、可调谐带通光滤波器I(6)、偏振控制器I(8)和模式转换单元(9)；所述中红外参量振荡部分(II)包括一根硒化物光纤(11)和硒化物光纤的镀膜端面(12)；所述泵浦光部分(III)包括泵浦光激光器(1)、光隔离器III(3)、可调谐带通光滤波器III(5)和偏振控制器III(7)；所述高阶模信号注入部分(I)、所述泵浦光部分(III)和所述中红外参量振荡部分(II)通过波分复用器(10)连接；在所述高阶模信号注入部分(I)：所述信号光激光器(2)输出信号光；所述光隔离器I(4)限制信号光的方向，使其单向传输；所述可调谐带通光滤波器I(6)调谐信号光的波长，使其位于泵浦光产生的四波混频增益谱范围内；所述偏振控制器I(8)调节信号光的偏振态；所述模式转换单元(9)在保持信号光的功率、光谱和偏振特性的同时，将输入的短波长信号光由基模转化为特定的高阶模并注入到波分复用器；所述的信号光激光器(2)为高功率双包层掺铥光纤脉冲激光器，输出的纳秒脉冲光波长在1.9‑2.1μm范围内可调谐；或，所述的信号光激光器(2)为可调谐光纤激光器，输出的光波长在1.52‑1.62μm范围内可调谐；在所述中红外参量振荡部分(II)：所述硒化物光纤(11)的典型成分为As₂Se₃，数值孔径为0.275‑0.35；所述硒化物光纤(11)的两端做成FC/UPC接头并镀膜，光纤前端对2.9μm以上波长的中红外光波高反，光纤后端可透过2.9μm以下波长的光波、对于2.9μm以上波长的光波部分反射，可以使闲频光在硒化物光纤内部形成线形腔振荡，提高四波混频的能量转换效率；在所述泵浦光部分(III)：所述泵浦光激光器(1)输出基模泵浦光；所述光隔离器III(3)限制泵浦光的方向，使其单向传输；所述可调谐带通光滤波器III(5)调谐泵浦光的波长，滤除泵浦噪声；所述偏振控制器III(7)调节泵浦光的偏振态；所述的泵浦光激光器(1)为高功率掺铒氟化物光纤脉冲激光器，输出在2.75‑2.85μm范围内可调谐的纳秒脉冲光波；或，所述的泵浦光激光器(1)为高功率双包层掺铥光纤脉冲激光器，输出的光波长在1.9‑2.1μm范围内可调谐。