一种被动锁模线偏振皮秒脉冲光纤激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于激光技术领域，特别涉及一种被动锁模线偏振皮秒脉冲光纤激光器。
【背景技术】
[0002]超短脉冲光纤激光器在通信、军事、工业加工、医学、光信息处理、全色显示和激光印刷等领域具有广阔的应用前景。其最直接的应用就是作为超快光源，形成多种时间分辨光谱技术和栗浦/探测技术，作为超快激光放大器的种子光源，可用于光纤型光参量振荡器与放大器系统，并可使用周期性极化铌酸锂(PPLN)进行高效倍频或频率转换。它的发展带动了物理、化学、生物、材料与信息科学的研究进入微观超快过程领域。
[0003]皮秒脉冲光纤激光器作为超短脉冲光纤激光器中的一种，现有的技术方案中较普遍的是用非线性偏振旋转锁模(NPR)方式来实现。这种方法腔型复杂，多为环形腔或8字型腔，通常是要加入偏振控制器来实现皮秒脉冲输出。该方法难以得到稳定的脉冲输出，并且输出激光的波长、线宽等参数难以准确控制。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种被动锁模线偏振皮秒脉冲光纤激光器，旨在输出稳定的线偏振的频率和波长可调的皮秒脉冲激光。
[0005]本实用新型是这样实现的，一种被动锁模线偏振皮秒脉冲光纤激光器，包括依次连接的半导体可饱和吸收镜、第一偏振控制与波分复用组件、第一有源光纤、光纤光栅以及第一光纤光隔离器，还包括与所述第一偏振控制与波分复用组件的栗浦光输入端连接的第一半导体栗浦激光器，以及与所述光纤光栅连接以调节光纤光栅中心波长的波长控制器，所述半导体可饱和吸收镜、第一偏振控制与波分复用组件、第一有源光纤及所述光纤光栅构成腔长可调的谐振腔。
[0006]作为本实用新型的优选技术方案:所述第一偏振控制与波分复用组件为偏振分束器与波分复用器合成器件。
[0007]所述第一偏振控制与波分复用组件包括彼此分离且通过保偏光纤连接的偏振分束器和波分复用器。
[0008]还包括于所述第一光纤光隔离器之后连接的光纤放大器。
[0009]所述光纤放大器包括第二偏振控制与波分复用组件、第二有源光纤、第二光纤光隔离器以及与所述第二偏振控制与波分复用组件的栗浦光输入端连接的第二半导体栗浦激光器。
[0010]本实用新型的另一目的在于提供一种被动锁模线偏振皮秒脉冲光纤激光器，包括依次连接的半导体可饱和吸收镜、偏振分束器、第一有源光纤、光纤光栅、波分复用器以及第一光纤光隔离器，还包括与所述波分复用器的栗浦光输入端连接的第一半导体栗浦激光器，以及与所述光纤光栅连接以调节光纤光栅中心波长的波长控制器，所述半导体可饱和吸收镜、偏振分束器、第一有源光纤及所述光纤光栅构成腔长可调的谐振腔。
[0011]作为本实用新型的优选技术方案:
[0012]还包括于所述第一光纤光隔离器之后连接的光纤放大器。
[0013]所述光纤放大器包括偏振控制与波分复用组件、第二有源光纤、第二光纤光隔离器以及与所述偏振控制与波分复用组件的栗浦光输入端连接的第二半导体栗浦激光器。
[0014]所述偏振控制与波分复用组件为偏振分束器与波分复用器合成器件。
[0015]所述偏振控制与波分复用组件包括彼此分离且通过保偏光纤连接的偏振分束器和波分复用器。
[0016]本实用新型提供的腔内栗浦或腔外栗浦的被动锁模线偏振皮秒脉冲光纤激光器通过第一偏振控制与波分复用组件或偏振分束器有效控制谐振腔内的激光的偏振态，在提高消光比的同时，提高锁模的稳定性；通过调节谐振腔腔长以及相关器件光纤长度，可实现输出频率可变；通过波长控制器控制光纤光栅的中心波长可实现激光器输出波长连续可调谐；整个激光器能够输出稳定的线偏振皮秒脉冲激光，输出激光脉冲频率可变，并且其波长在一定范围内连续可调谐。该激光器可作为高性能种子源，用于高功率超快光纤激光器系统；可作为稳定的完整激光器，用于超快光学、非线性光学的研究等。并且，其结构简单，将若干通用型器件以合理且巧妙的配合实现稳定、频率和波长可调的线偏振皮秒脉冲激光输出，有利于成本控制。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型第一实施例提供的被动锁模线偏振皮秒脉冲光纤激光器的结构示意图；
[0018]图2是本实用新型第二实施例提供的被动锁模线偏振皮秒脉冲光纤激光器的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型第一、第二实施例中的波长控制器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0021]以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述:
[0022]实施例一:
[0023]请参考图1，本实用新型第一实施例提供一种被动锁模线偏振皮秒脉冲光纤激光器，包括依次连接的半导体可饱和吸收镜101、第一偏振控制与波分复用组件102、第一有源光纤103、光纤光栅104以及第一光纤光隔离器105，还包括与第一偏振控制与波分复用组件102的栗浦光输入端连接的第一半导体栗浦激光器106，以及与光纤光栅104连接以调节光纤光栅104中心波长的波长控制器107(如图3)，半导体可饱和吸收镜101、第一偏振控制与波分复用组件102、第一有源光纤103及所述光纤光栅104构成腔长可调的谐振腔。具体地，半导体可饱和吸收镜101通过第一偏振控制与波分复用组件102与第一有源光纤103 —端连接，光纤光栅104与第一有源光纤103另一端连接构成谐振腔，第一光纤光隔离器105作为谐振腔的输出端与光纤光栅104的输出端连接。
[0024]上述激光器为腔内栗浦激光器，第一半导体栗浦激光器106用于输出皮秒脉冲单模栗浦光，栗浦光通过第一偏振控制与波分复用组件102进入第一有源光纤103，光信号在以光纤光栅104和半导体可饱和吸收镜101为端镜的谐振腔内来回反射，通过第一偏振控制与波分复用组件102的偏振分束功能有效控制谐振腔内的激光的偏振态，在提高消光比的同时，提高锁模的稳定性。使用不同的半导体可饱和吸收镜101可以控制皮秒脉冲时间，当谐振腔内光强达到一定程度时，半导体可饱和吸收镜101迅速出现吸收饱和，光经过其反射镜面返回谐振腔内与光纤光栅104形成谐振从而形成短脉冲激光输出。通过调节谐振腔腔长以及相关器件光纤长度，可实现输出频率可变。通过波长控制器107控制光纤光栅104的中心波长可实现激光器输出波长连续可调谐。整个激光器系统使用全保偏器件和保偏光纤实现线偏振激光输出。
[0025]在上述腔内栗浦方式中，第一偏振控制与波分复用组件102可以采用偏振分束器与波分复用器合成器件，实现缩短腔长。但若需要较长腔长，则可以采用分离设置偏振分束器与波分复用器也是可行的，二者之间可采用保偏光纤连接。
[0026]在本实施例中，为了增加激光器的输出功率，可以在上述谐振腔后面连接光纤放大器。具体地，在第一光纤光隔离器105之后连接光纤放大器。优选地，该光纤放大器包括第二偏振控制与波分复用组件108、第二有源光纤109、第二光纤光隔离器110以及与第二偏振控制与波分复用组件108的栗浦光输入端连接的第二半导体栗浦激光器111。其中，第二偏振控制与波分复用组件108同样可以采用偏振分束器与波分复用器合成器件，或者采用分离设置的偏振分束器与波分复用器。当然，为了实现更大的输出功率，还可以增设若干级光纤放大器。
[0027]本实用新型实施例通过第一偏振控制与波分复用组件102有效控制谐振腔内的激光的偏振态，在提高消光比的同时，提高锁模的稳定性；通过调节谐振腔腔长以及相关器件光纤长度，可实现输出频率可变；通过波长控制器107控制光纤光栅104的中心波长可实现激光器输出波长连续可调谐；整个激光器能够输出稳定的线偏振皮秒脉冲激光，输出激光脉冲频率可变，并且其波长在一定范围内连续可调谐。该激光器可作为高性能种子源，用于高功率超快光纤激光器系统；可作为稳定的完整激光器，用于超快光学、非线性光学的研究等。并且，其结构简单，将若干通用型器件以合理且巧妙的配合实现稳定、频率和波长可调的线偏振皮秒脉冲激光输出，有利于成本控制。
[0028]在本实施例中，波长控制器107可以具有如下结构，如图3，包括用于封装光纤光栅104的管状结构1071，在该管状结构1071中填充导热介质1072，还包括用于固定管状结构1071的半导体制冷器1073。将光纤光栅104封装在导热性良好的管状结构1071