一种非线性偏振旋转锁模光纤激光器的制作方法

1.本发明属于锁模光纤激光器技术领域，具体涉及一种非线性偏振旋转锁模光纤激光器。


背景技术：

2.基于锁模光纤激光器的飞秒光学频率梳建立了微波频率和光学频率之间的联系，在高精密测量领域有着重要的应用。锁模光纤激光器作为飞秒光学频率梳的核心组成部分，实现稳定的锁模飞秒激光脉冲输出至关重要，非线性偏振旋转锁模是一种常用的锁模方式。
3.非线性偏振旋转锁模光纤激光器通常有两种结构形式，一种是空间
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光纤结构，另一种是全光纤结构，这两种方式都是基于激光脉冲在非保偏单模光纤中的非线性偏振演化来实现锁模。其中，空间
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光纤结构的非线性偏振旋转锁模光纤激光器如图1所示，图1是现有技术的非线性偏振旋转锁模光纤激光器示意图，其空间光路部分主要包括1/4波片、1/2波片和偏振分束棱镜，激光脉冲在光纤内发生非线性偏振演化后，通过旋转波片组合来控制激光脉冲的偏振态，经过偏振分束棱镜进行偏振选择，最终实现激光脉冲的窄化和锁模输出。在此过程中，需要手动或电动反复旋转1/4波片和1/2波片的组合，直至找到一个特定的角度位置来实现锁模飞秒脉冲输出，调节过程较为繁琐。现有技术方案的缺点是需要手动或电动反复旋转1/4波片和1/2波片的组合，直至找到一个特定的角度位置来实现锁模飞秒脉冲输出，调节过程较为繁琐。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种非线性偏振旋转锁模光纤激光器，简化锁模光纤激光器的组成结构和锁模过程，提高其稳定性和可靠性。
5.本发明的技术方案如下：一种非线性偏振旋转锁模光纤激光器，包括：泵浦源、波分复用器、掺杂光纤、第一准直器、偏振分束棱镜、隔离器、第二准直器、压电陶瓷；泵浦源通过波分复用器激励掺杂光纤产生激光，依次通过第一准直器、偏振分束棱镜、隔离器、第二准直器和压电陶瓷，形成一个环形谐振腔；工作过程为：激光脉冲在光纤内发生非线性偏振演化后，通过在垂直水平面的方向上旋转偏振分束棱镜，使得飞秒激光脉冲的峰值部分通过偏振分束棱镜，而脉冲的前后沿则被阻止；上述工作过程在环形谐振腔内不断循环，使得飞秒激光脉冲的峰值部分越来越强，而脉冲的前后沿越来越弱，最终形成稳定的锁模飞秒激光脉冲输出。
6.上述中，所述隔离器，用于保证谐振腔内飞秒激光脉冲单向运行。
7.上述中，第一准直器、偏振分束棱镜、隔离器和第二准直器，用于实现飞秒激光的非线性偏振旋转锁模。
8.上述中，所述压电陶瓷，用于对激光器谐振腔的腔长进行调谐，控制飞秒激光脉冲的重复频率。
9.如权利要求4所述的非线性偏振旋转锁模光纤激光器，其特征在于，通过旋转偏振分束棱镜，选择和控制激光器谐振腔内飞秒激光脉冲的偏振态，实现了飞秒激光脉冲的窄化和锁模输出
10.采用上述方案，本发明的锁模过程仅通过旋转偏振分束棱镜来实现，相比现有技术需要旋转1/4波片和1/2波片的组合，控制参量少，而且结构简单，提高了锁模光纤激光器的稳定性和可靠性。
附图说明
11.图1为现有技术中非线性偏振旋转锁模光纤激光器示意图。
12.图2为本发明中非线性偏振旋转锁模光纤激光器示意图。
具体实施方式
13.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
14.如图2所示，本发明的一个实施例是，本发明提供的一种非线性偏振旋转锁模光纤激光器包括：泵浦源、波分复用器、掺杂光纤、准直器1、偏振分束棱镜、隔离器、准直器2、压电陶瓷。泵浦源通过波分复用器激励掺杂光纤产生激光。准直器1、偏振分束棱镜、隔离器和准直器2，用于实现飞秒激光的非线性偏振旋转锁模。隔离器，用于保证谐振腔内飞秒激光脉冲单向运行；压电陶瓷，用于对激光器谐振腔的腔长进行调谐，控制飞秒激光脉冲的重复频率。
15.具体工作原理如下：泵浦源通过波分复用器激励掺杂光纤产生激光，依次通过准直器1、偏振分束棱镜、隔离器、准直器2和压电陶瓷，形成一个环形谐振腔；隔离器，用于保证谐振腔内飞秒激光脉冲单向运行；激光脉冲在光纤内发生非线性偏振演化后，激光脉冲峰值与前后沿位置处的偏振态不同。通过在垂直水平面的方向上旋转偏振分束棱镜，使得激光脉冲的峰值部分的偏振态与偏振分束棱镜透射光轴的偏振态相同，损耗较小可以通过偏振分束棱镜，而激光脉冲的前后沿由于与偏振分束棱镜透射光轴的偏振态不同，损耗较大被阻止通过。上述工作原理，在环形谐振腔内不断循环，使得激光脉冲的峰值部分越来越强，而脉冲的前后沿越来越弱，激光脉冲宽度不断压窄，从而实现锁模飞秒激光脉冲输出。
16.通过旋转偏振分束棱镜，选择和控制激光器谐振腔内飞秒激光脉冲的偏振态，实现了飞秒激光脉冲的窄化和锁模输出。
17.本发明的锁模过程仅通过旋转偏振分束棱镜来实现，相比现有技术需要旋转1/4波片和1/2波片的组合，控制参量少，而且结构简单，提高了锁模光纤激光器的稳定性和可靠性。
18.需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。


技术特征：
1.一种非线性偏振旋转锁模光纤激光器，其特征在于，包括：泵浦源、波分复用器、掺杂光纤、第一准直器、偏振分束棱镜、隔离器、第二准直器、压电陶瓷；泵浦源通过波分复用器激励掺杂光纤产生激光，依次通过第一准直器、偏振分束棱镜、隔离器、第二准直器和压电陶瓷，形成一个环形谐振腔；工作过程为：激光脉冲在光纤内发生非线性偏振演化后，通过在垂直水平面的方向上旋转偏振分束棱镜，使得飞秒激光脉冲的峰值部分通过偏振分束棱镜，而脉冲的前后沿则被阻止；上述工作过程在环形谐振腔内不断循环，使得飞秒激光脉冲的峰值部分越来越强，而脉冲的前后沿越来越弱，最终形成稳定的锁模飞秒激光脉冲输出。2.如权利要求1所述的非线性偏振旋转锁模光纤激光器，其特征在于，所述隔离器，用于保证谐振腔内飞秒激光脉冲单向运行。3.如权利要求2所述的非线性偏振旋转锁模光纤激光器，其特征在于，第一准直器、偏振分束棱镜、隔离器和第二准直器，用于实现飞秒激光的非线性偏振旋转锁模。4.如权利要求3所述的非线性偏振旋转锁模光纤激光器，其特征在于，所述压电陶瓷，用于对激光器谐振腔的腔长进行调谐，控制飞秒激光脉冲的重复频率。5.如权利要求4所述的非线性偏振旋转锁模光纤激光器，其特征在于，通过旋转偏振分束棱镜，选择和控制激光器谐振腔内飞秒激光脉冲的偏振态，实现了飞秒激光脉冲的窄化和锁模输出。

技术总结
本发明提供了一种包括：泵浦源、波分复用器、掺杂光纤、第一准直器、偏振分束棱镜、隔离器、第二准直器、压电陶瓷；泵浦源通过波分复用器激励掺杂光纤产生激光，依次通过第一准直器、偏振分束棱镜、隔离器、第二准直器和压电陶瓷，形成一个环形谐振腔；工作过程为：激光脉冲在光纤内发生非线性偏振演化后，通过在垂直水平面的方向上旋转偏振分束棱镜，使得飞秒激光脉冲的峰值部分通过偏振分束棱镜，而脉冲的前后沿则被阻止；上述工作过程在环形谐振腔内不断循环，使得飞秒激光脉冲的峰值部分越来越强，而脉冲的前后沿越来越弱，最终形成稳定的锁模飞秒激光脉冲输出。锁模飞秒激光脉冲输出。锁模飞秒激光脉冲输出。


技术研发人员：赵耀 高业胜 郑光金 尚福洲 韩正英 郑祥亮 侯成城
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十一研究所
技术研发日：2021.06.01
技术公布日：2021/9/7