本發(fā)明涉及一種2μm波段全光纖雙波長(zhǎng)寬調(diào)諧鎖模激光器，屬于激光器制造技術(shù)領(lǐng)域，該激光器可應(yīng)用于高功率脈沖激光種子源、遙感探測(cè)、中紅外泵浦等諸多領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鎖模光纖激光器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出能量高，散熱優(yōu)良，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，已大量應(yīng)用于工程制造之中。而運(yùn)行在2μm波段波長(zhǎng)可調(diào)諧鎖模光纖激光器，因其在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究，光通信和光譜學(xué)等領(lǐng)域中的潛在應(yīng)用，已漸漸受到人們的關(guān)注。

目前，國(guó)內(nèi)外2μm波段可調(diào)諧鎖模光纖激光器多采用793nm或1550nm半導(dǎo)體激光器泵浦摻銩或摻鈥光纖，同時(shí)在腔內(nèi)加入一定的鎖模限定條件，如采用主動(dòng)鎖模器件或使用石墨烯、SESAM、碳納米管、非線性效應(yīng)等被動(dòng)鎖模技術(shù)來得到可調(diào)諧的鎖模脈沖輸出。傳統(tǒng)的可調(diào)諧鎖模方法，使用空間光耦合，而非全光纖結(jié)構(gòu)，易受外界環(huán)境干擾，功率穩(wěn)定性較差，波長(zhǎng)調(diào)諧范圍較窄。

由于2μm波段可調(diào)諧光纖激光器研制處于起步階段，其調(diào)諧范圍窄，穩(wěn)定性差，嚴(yán)重限制了其在工程技術(shù)中的應(yīng)用。因此，開發(fā)調(diào)諧范圍寬，功率穩(wěn)定性良好的2μm波段可調(diào)諧光纖激光器勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中2μm波段可調(diào)諧鎖模光纖激光器的調(diào)諧范圍窄，易受外界環(huán)境干擾的問題，提出了一種2μm波段全光纖雙波長(zhǎng)寬調(diào)諧鎖模激光器。

本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

2μm波段全光纖雙波長(zhǎng)寬調(diào)諧鎖模激光器，其特征是，該激光器由激光二極管泵浦源、摻鉺光纖放大器、1560/2000nm波分復(fù)用器、單包層摻銩光纖、隔離器、寬帶耦合器、單模光纖、偏振控制器A、雙折射器件、起偏器和偏振控制器B組成；激光二極管泵浦源與摻鉺光纖放大器相接，摻鉺光纖放大器的輸出端與波分復(fù)用器的a端相連，波分復(fù)用器的c端與摻銩光纖一端相連；摻銩光纖的另一端與隔離器的輸出端相連，隔離器的輸入端與寬帶耦合器的d端相接，寬帶耦合器的f端與單模光纖的一端相連，偏振控制器A的一端與單模光纖的另一端相連，雙折射器件的i端連接偏振控制器A的另一端，雙折射器件的h端與起偏器的輸出端相連，起偏器的輸入端與偏振控制器B的一端相連，波分復(fù)用器的b端與偏振控制器B另一端相連共同更成環(huán)形腔結(jié)構(gòu)；寬帶耦合器的d端提供光反饋，e端進(jìn)行2μm可調(diào)諧鎖模激光輸出。

激光二極管泵浦源的工作波長(zhǎng)為1565nm。

雙折射器件由環(huán)行器、一段保偏摻銩光纖、一段保偏光纖和第二環(huán)行器構(gòu)成，環(huán)行器的g端口熔接一段保偏摻銩光纖和一段保偏光纖，保偏光纖的另一端接入第二環(huán)行器的x端口，第二環(huán)行器的y端口和z端口互相連接，用于構(gòu)成反饋回路；第一環(huán)行器的h端口和i端口分別連接起偏器的輸出端和偏振控制器A。

所述寬帶耦合器的工作波段為2μm波段，分光比為90:10，第一輸出端e為10％輸出端，第二輸出端d為90％輸出端。

本發(fā)明的有益效果是：輸出2μm波段雙波長(zhǎng)可調(diào)諧鎖模光纖激光器，其單雙脈沖光譜均可達(dá)到90nm的調(diào)諧范圍，其重頻3MHz，脈寬75ps，激光輸出克服了現(xiàn)有2μm波段調(diào)諧鎖模光纖激光器易受外界環(huán)境干擾、調(diào)諧范圍窄的特點(diǎn)，同時(shí)本發(fā)明采用全光纖結(jié)構(gòu)，損耗低、性能穩(wěn)定、易于與光纖系統(tǒng)集成、成本較低，具有較高的性價(jià)比。

附圖說明

圖1為本發(fā)明2μm波段全光纖雙波長(zhǎng)寬調(diào)諧鎖模激光器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的雙折射器件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所述的單波長(zhǎng)可調(diào)諧鎖模激光輸出光譜圖。

圖4為本發(fā)明所述的單脈沖序列圖

圖5為本發(fā)明所述的脈寬圖。

圖6為本發(fā)明所述的雙波長(zhǎng)可調(diào)諧鎖模激光輸出光譜圖。

圖7為本發(fā)明所述的雙脈沖序列圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，2μm波段全光纖雙波長(zhǎng)寬調(diào)諧鎖模激光器，其包括波長(zhǎng)為1565nm的激光二極管泵浦源1、摻鉺光纖放大器2、1560/2000nm波分復(fù)用器3(“/”表示“和”)、單包層摻銩光纖4、2μm波段的隔離器5、2μm波段的90:10寬帶耦合器6、單模光纖7、偏振控制器A8、雙折射器件9、起偏器10和偏振控制器B11。

激光二極管泵浦源1與摻鉺光纖放大器2相接，經(jīng)過放大器2后將泵浦功率最大放大到33dBm。摻鉺光纖放大器2的輸出端與波分復(fù)用器3的a端相連，將泵浦光注入到環(huán)形腔中。波分復(fù)用器3的c端與摻銩光纖4一端相連，產(chǎn)生2μm增益信號(hào)。摻銩光纖4的另一端與隔離器5的輸出端相連，隔離器5用來保證激光器的背向運(yùn)轉(zhuǎn)。隔離器5的輸入端與寬帶耦合器6的d端相接，寬帶耦合器6的f端與單模光纖7的一端相連，單模光纖7使得該激光器有足夠的距離產(chǎn)生非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)。偏振控制器A8的一端與單模光纖7的另一端相連，雙折射器件9的i端連接偏振控制器A8的另一端，雙折射器件9有較強(qiáng)的雙折射效應(yīng)，可以有效提高該激光的調(diào)諧性能，雙折射器件9的h端與起偏器10的輸出端相連，起偏器10的輸入端與偏振控制器B11的一端相連，波分復(fù)用器3的b端與偏振控制器B11另一端相連構(gòu)成環(huán)形腔結(jié)構(gòu)。

通過對(duì)偏振控制器A8和偏振控制器B11的調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)單脈沖和雙脈沖的調(diào)諧。

寬帶耦合器6的d端為90％端，提供光反饋，寬帶耦合器6的e端為10％端進(jìn)行2μm可調(diào)諧鎖模激光輸出。

如圖2所示，雙折射器件9由環(huán)行器9-1、一段保偏摻銩光纖9-2、一段保偏光纖9-3和第二環(huán)行器9-4構(gòu)成，第一環(huán)行器9-1的g端口熔接一段保偏摻銩光纖9-2和一段保偏光纖9-3，分別作為可飽和吸收體和雙折射增強(qiáng)光纖，使激光器的調(diào)諧性能增強(qiáng)。保偏摻銩光纖9-2作為飽和吸收體提高激光波長(zhǎng)和功率的穩(wěn)定性。保偏光纖9-3的另一端接入第二環(huán)行器9-4的x端口，第二環(huán)行器9-4的y端口和z端口互相連接，用于構(gòu)成反饋回路。第一環(huán)行器9-1的h端口和i端口分別連接起偏器10的輸出端和偏振控制器A8。

如圖3所示，泵浦功率設(shè)定在30dBm時(shí)，通過對(duì)偏振控制器A8和偏振控制器B11的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)單脈沖94nm的調(diào)節(jié)。寬帶耦合器6的e端采用2μm波段光纖光譜分析儀觀測(cè)其譜型。

如圖4所示，在單脈沖94nm的調(diào)節(jié)過程中，通過在寬帶耦合器6的e端使用2μm波段探測(cè)器，同時(shí)使用高速示波器觀測(cè)其脈沖序列，可得到3MHz的脈沖輸出。

如圖5所示，在單脈沖94nm的調(diào)節(jié)過程中，通過在寬帶耦合器6的e端使用2μm波段探測(cè)器，同時(shí)使用高速示波器觀測(cè)其脈寬，單脈沖脈寬為75ps。

如圖6所示，泵浦功率設(shè)定在33dBm時(shí)，調(diào)節(jié)偏振控制器A8和偏振控制器B11，在不同偏振態(tài)下可得到調(diào)諧范圍為87nm的雙脈沖光譜輸出，在寬帶耦合器6的e端采用2μm波段光纖光譜分析儀觀測(cè)其譜型。

如圖7所示，在雙脈沖的調(diào)諧過程中，通過在寬帶耦合器6的e端使用2μm波段探測(cè)器和高速示波器，也可以得到重復(fù)率為3MHz的脈沖序列。