一種基于石墨烯和硅基微環(huán)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)鎖模光纖激光器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于石墨烯和硅基微環(huán)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)鎖模光纖激光器，由摻鉺光纖放大器、20:80耦合器、偏振控制器、石墨烯、光纖環(huán)形器和硅基微環(huán)組成，20:80光耦合器的輸出端b和輸出端c的輸出光功率比例為20:80；光環(huán)形器的輸出端e與帶有尾纖的石墨烯連接；硅基微環(huán)呈雙圓環(huán)8字型結(jié)構(gòu)；摻鉺光纖放大器、20:80耦合器的輸入端a和輸出端b、偏振控制器、光纖環(huán)形器的輸入端d和輸出端f、硅基微環(huán)的輸入端g和輸出端h通過(guò)光纖串聯(lián)連接組成環(huán)路諧振腔；20:80光耦合器的輸出端c為整個(gè)激光器的輸出端口。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該被動(dòng)鎖模光纖激光器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、脈沖重復(fù)頻率高、脈沖脈寬窄等優(yōu)點(diǎn)，能夠在常溫下穩(wěn)定工作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于石墨烯和硅基微環(huán)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)鎖模光纖激光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鎖模光纖激光器的制備技術(shù)，特別是一種基于石墨烯和硅基微環(huán)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)鎖模光纖激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]鎖模光纖激光器在超快光學(xué)、非線(xiàn)性光學(xué)、生物光學(xué)、光信息處理以及激光加工等領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值。進(jìn)入90年代，人們對(duì)鎖模激光器的理論和實(shí)驗(yàn)做了大量研究，在理論上提出了嶄新的設(shè)計(jì)理念，例如主動(dòng)鎖模、諧波鎖模、有理數(shù)諧波鎖模、附加(或碰撞)脈沖鎖模、注入鎖模、非線(xiàn)性光學(xué)環(huán)境鎖模、非線(xiàn)性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模、半導(dǎo)體可飽和吸收體鎖模等一系列鎖模理論。
[0003]根據(jù)鎖模原理將鎖模光纖激光器分為主動(dòng)鎖模光纖激光器和被動(dòng)鎖模光纖激光器兩大類(lèi)。被動(dòng)鎖模光纖激光器技術(shù)是一種典型的全光纖非線(xiàn)性鎖模技術(shù)。它讓激光器的腔內(nèi)不存在任何主動(dòng)調(diào)制器，但是光纖激光器仍然可以實(shí)現(xiàn)飛秒脈沖的輸出；其原理是:在光纖激光器中，一般存在一些非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)，這些光學(xué)效應(yīng)的強(qiáng)度和腔內(nèi)運(yùn)行的脈沖的峰值有關(guān)，這樣的一種相關(guān)性，讓激光器內(nèi)部的各縱模相位鎖定，在這種情況下，光纖激光器便可以輸出穩(wěn)定的飛秒脈沖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)分析，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、低成本、重復(fù)頻率高、超短脈沖的基于石墨烯和娃基微環(huán)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)鎖模光纖激光器。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種基于石墨烯和娃基微環(huán)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)鎖模光纖激光器，由摻鉺光纖放大器、20:80率禹合器、偏振控制器、石墨烯、光纖環(huán)形器和硅基微環(huán)組成，所述20:80光耦合器的三個(gè)端口分別為輸入端a、輸出端b和輸出端c,輸出端b和輸出端c的輸出光功率比例為20:80 ;光環(huán)形器設(shè)有三個(gè)端口分別為輸入端d、輸出端e和輸出端f，其中輸出端e與帶有尾纖的石墨烯連接；娃基微環(huán)呈雙圓環(huán)8字型結(jié)構(gòu),并設(shè)有兩個(gè)端口分別為輸入端g、輸出端h ;摻鉺光纖放大器、20:80稱(chēng)合器的輸入端a和輸出端b、偏振控制器、光纖環(huán)形器的輸入端d和輸出端f、娃基微環(huán)的輸入端g和輸出端h通過(guò)光纖串聯(lián)連接組成環(huán)路諧振腔；20:80光I禹合器的輸出端c為整個(gè)激光器的輸出端口。
[0006]本發(fā)明的工作原理::
該被動(dòng)鎖模光纖激光器利用石墨烯實(shí)現(xiàn)被動(dòng)鎖模，產(chǎn)生超短脈沖。由無(wú)閾值的摻鉺光纖放大器產(chǎn)生自發(fā)輻射的光，經(jīng)過(guò)石墨烯后，脈沖幅度大的地方被反射，而幅度相對(duì)較小的地方被吸收，最后的結(jié)果是，脈沖峰值能量越來(lái)越高，而脈沖兩側(cè)處能量越來(lái)越低，周而復(fù)始，光纖激光器便輸出穩(wěn)定的飛秒脈沖。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:該被動(dòng)鎖模光纖激光器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、脈沖重復(fù)頻率高、脈沖脈寬窄等優(yōu)點(diǎn)，能夠在常溫下穩(wěn)定工作?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]附圖是該基于非線(xiàn)性光纖放大鏡的被動(dòng)鎖模光纖激光器。
[0009]圖中:1.摻鉺光纖放大器2.20:80光耦合器3.偏振控制器4.石墨烯
5.光纖環(huán)形器6.娃基微環(huán)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的具體說(shuō)明。
[0011]實(shí)施例:
一種基于石墨烯和娃基微環(huán)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)鎖模光纖激光器，如附圖所不，由摻鉺光纖放大器1、20:80耦合器2、偏振控制器3、石墨烯4、光纖環(huán)形器5和硅基微環(huán)6組成，所述20:80光I禹合器2的三個(gè)端口分別為輸入端a、輸出端b和輸出端c,輸出端b和輸出端c的輸出光功率比例為20:80 ;光纖環(huán)形器5設(shè)有三個(gè)端口分別為輸入端d、輸出端e和輸出端f，其中輸出端e與帶有尾纖的圓片形石墨烯4連接；硅基微環(huán)6呈雙圓環(huán)8字型結(jié)構(gòu)，并設(shè)有兩個(gè)端口分別為輸入端g、輸出端h ;摻鉺光纖放大器1、20:80稱(chēng)合器2的輸入端a和輸出端b、偏振控制器3、光纖環(huán)形器5的輸入端d和輸出端f、娃基微環(huán)6的輸入端g和輸出端h通過(guò)光纖串聯(lián)連接組成環(huán)路諧振腔；20:80光耦合器2的輸出端c為整個(gè)激光器的輸出端口。
[0012]該實(shí)施例中，摻鉺光纖放大器的型號(hào)為PTA5102 ;20:80光耦合器的型號(hào)為S/N11050009609 ;偏振控制器所纏繞單模光纖長(zhǎng)度為3米；石墨烯為自制，其半徑為100納米、厚度為Inm ;光纖環(huán)形器的型號(hào)為F0C-1550-SM-0.25 ;硅基微環(huán)的半徑為10微米。
[0013]該基于石墨烯的被動(dòng)鎖模光纖激光器利用石墨烯實(shí)現(xiàn)被動(dòng)鎖模，產(chǎn)生超短脈沖。由無(wú)閾值的摻鉺光纖放大器產(chǎn)生自發(fā)輻射的光，經(jīng)過(guò)石墨烯后，脈沖幅度大的地方被反射，而幅度相對(duì)較小的地方被吸收，最后的結(jié)果是，脈沖峰值能量越來(lái)越高，而脈沖兩側(cè)處能量越來(lái)越低，周而復(fù)始，光纖激光器便輸出穩(wěn)定的飛秒脈沖，加入硅基微環(huán)后，根據(jù)維納效應(yīng)，脈沖重復(fù)頻率成倍提高。
[0014]從20:80光耦合器的c端口通過(guò)示波器和光譜儀多鎖模脈沖和其光譜進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該被動(dòng)鎖模光纖激光器在超快光學(xué)、非線(xiàn)性光學(xué)、光纖通信、生物光學(xué)、光信息處理以及激光加工等領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種基于石墨烯和娃基微環(huán)結(jié)構(gòu)的被動(dòng)鎖模光纖激光器，其特征在于:由摻鉺光纖放大器、20:80耦合器、偏振控制器、石墨烯、光纖環(huán)形器和硅基微環(huán)組成，所述20:80光耦合器的三個(gè)端口分別為輸入端a、輸出端b和輸出端c,輸出端b和輸出端c的輸出光功率比例為20:80 ;光環(huán)形器設(shè)有三個(gè)端口分別為輸入端d、輸出端e和輸出端f，其中輸出端e與帶有尾纖的石墨烯連接；硅基微環(huán)呈雙圓環(huán)8字型結(jié)構(gòu)，并設(shè)有兩個(gè)端口分別為輸入端g、輸出端h ;摻鉺光纖放大器、20:80 I禹合器的輸入端a和輸出端b、偏振控制器、光纖環(huán)形器的輸入端d和輸出端f、娃基微環(huán)的輸入端g和輸出端h通過(guò)光纖串聯(lián)連接組成環(huán)路諧振腔；20:80光I禹合器的輸出端c為整個(gè)激光器的輸出端口。
【文檔編號(hào)】H01S3/067GK103825174SQ201410086908
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】潘洪剛, 童崢嶸, 張愛(ài)玲, 呂聯(lián)榮 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)