使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器的制造方法
【專利摘要】一種使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器。其包括FC端口種子脈沖輸入端、光隔離器、光環(huán)行器、反射式啁啾光柵、單模光纖、兩個多模泵浦激光器、合束器、雙包層增益光纖、泵浦剝離器和輸出端；其中FC端口種子脈沖輸入端與光隔離器焊接；光隔離器的輸出端與光環(huán)行器的輸入端焊接，光環(huán)行器的反射端口與反射式啁啾光柵焊接，光環(huán)行器的輸出端與單模光纖熔接；兩個多模泵浦激光器與合束器的泵浦輸入端相焊接，單模光纖和合束器的信號端焊接，合束器與雙包層增益光纖相連接，泵浦光通過合束器耦合進(jìn)雙包層增益光纖，雙包層增益光纖與泵浦剝離器焊接，泵浦剝離器同時連接輸出端。本實(shí)用新型的放大器優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，性能穩(wěn)定。
【專利說明】使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光纖及激光【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器。

【背景技術(shù)】
[0002]高功率飛秒光纖激光器在超快光學(xué)、超連續(xù)譜產(chǎn)生、生物探測和精細(xì)加工等方面有著廣泛的應(yīng)用。受非線性效應(yīng)的影響，一般飛秒光纖激光器的平均功率限制在幾十毫瓦量級，為了獲得高功率飛秒脈沖需對飛秒脈沖種子源進(jìn)行放大。常見的飛秒放大技術(shù)是啁啾脈沖放大，這種技術(shù)需要先將飛秒脈沖進(jìn)行啁啾展寬，以降低脈沖的峰值功率，從而減小放大過程的非線性效應(yīng)，放大后的脈沖需經(jīng)過空間色散補(bǔ)償元件壓縮回飛秒量級。但是，利用啁啾脈沖放大技術(shù)搭建的飛秒脈沖放大器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，另外由于引入了空間結(jié)構(gòu)，因此無法實(shí)現(xiàn)全光纖化，并且系統(tǒng)穩(wěn)定性差。
[0003]因此研制一種使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器包括:FC端口種子脈沖輸入端、光隔離器、光環(huán)行器、反射式啁啾光柵、單模光纖、兩個多模泵浦激光器、合束器、雙包層增益光纖、泵浦剝離器和輸出端；其中FC端口種子脈沖輸入端與光隔離器焊接；光隔離器的輸出端與光環(huán)行器的輸入端焊接，光環(huán)行器的反射端口與反射式啁啾光柵焊接，光環(huán)行器的輸出端與單模光纖熔接；兩個多模泵浦激光器與合束器的泵浦輸入端相焊接，單模光纖和合束器的信號端焊接，合束器與雙包層增益光纖相連接，泵浦光通過合束器耦合進(jìn)雙包層增益光纖，雙包層增益光纖與泵浦剝離器焊接，泵浦剝離器同時連接輸出端。
[0006]所述的雙包層增益光纖為高摻雜增益光纖，其包層泵浦吸收率大于1.5dB/cm，長度小于20cm。
[0007]所述的輸出端斜切8度角，以防止放大器中自激振蕩的產(chǎn)生。
[0008]本實(shí)用新型提供的使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器的優(yōu)點(diǎn)是使用高摻雜光纖為放大器增益介質(zhì)，飛秒脈沖在長度僅為20cm的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)功率放大，大大降低了飛秒脈沖激光器放大過程中的非線性效應(yīng)，并且結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，性能穩(wěn)定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型提供的使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型提供的使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0011]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器包括:FC端口種子脈沖輸入端1、光隔離器2、光環(huán)行器3、反射式啁啾光柵4、單模光纖5、兩個多模泵浦激光器7、合束器6、雙包層增益光纖9、泵浦剝離器10和輸出端11 ;其中FC端口種子脈沖輸入端I與光隔離器2焊接；光隔離器2的輸出端與光環(huán)行器3的輸入端焊接，光環(huán)行器3的反射端口與反射式啁啾光柵4焊接，光環(huán)行器3的輸出端與單模光纖5熔接；兩個多模泵浦激光器7與合束器6的泵浦輸入端相焊接，單模光纖5和合束器6的信號端焊接，合束器6與雙包層增益光纖9相連接，泵浦光通過合束器6耦合進(jìn)雙包層增益光纖9，雙包層增益光纖9與泵浦剝離器10焊接，泵浦剝離器10同時連接輸出端11。
[0012]所述的雙包層增益光纖9為高摻雜增益光纖，其包層泵浦吸收率大于1.5dB/cm,長度小于20cm。
[0013]現(xiàn)將本實(shí)用新型提供的使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器工作原理闡述如下:飛秒種子激光脈沖經(jīng)FC端口種子脈沖輸入端I進(jìn)入光隔離器2，光隔離器2可保證種子光和放大后脈沖單向傳輸,反射式啁啾光柵4和單模光纖5的色散參量相反，通過調(diào)節(jié)兩者的色散量，控制種子脈沖進(jìn)入雙包層增益光纖9時的脈沖寬度和啁啾量；兩個多模泵浦激光器7通過合束器6泵浦入雙包層增益光纖9，從而激勵雙包層增益光纖9形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，種子脈沖經(jīng)過雙包層增益光纖9被放大，殘余的泵浦光經(jīng)泵浦剝離器10濾除，放大后的飛秒激光經(jīng)輸出端11輸出，輸出端11斜切8度角，以防止放大器中自激振蕩的產(chǎn)生。
[0014]當(dāng)種子脈沖為1030-1064nm飛秒脈沖源時，反射式啁啾光柵4的色散參量β 2為負(fù)值，單模光纖5為普通1064nm單模光纖，其色散參量為正值，通過調(diào)節(jié)兩者的色散量控制種子脈沖進(jìn)入雙包層增益光纖9時的脈沖寬度和啁啾量；雙包層增益光纖9為高摻鐿雙包層光纖，其包層泵浦吸收率大于3dB/cm，長度小于1cm ;可以實(shí)現(xiàn)I微米波段飛秒脈沖放大。
[0015]當(dāng)種子脈沖為1530-1580nm飛秒脈沖源時，反射式啁啾光柵4的色散參量β 2為正值，單模光纖5為普通1550nm單模光纖，其色散參量為負(fù)值，通過調(diào)節(jié)兩者的色散量控制種子脈沖進(jìn)入雙包層增益光纖9時的脈沖寬度和啁啾量；雙包層增益光纖9為高摻鉺雙包層光纖，其包層泵浦吸收率大于1.5dB/cm，長度小于20cm ;可以實(shí)現(xiàn)1.5微米波段飛秒脈沖放大。
[0016]當(dāng)種子脈沖為1980-2010nm飛秒脈沖源時，反射式啁啾光柵4的色散參量β 2為正值，單模光纖5為普通2000nm單模光纖，其色散參量為負(fù)值，通過調(diào)節(jié)兩者的色散量控制種子脈沖進(jìn)入雙包層增益光纖9時的脈沖寬度和啁啾量；雙包層增益光纖9為高摻銩雙包層光纖，其包層泵浦吸收率大于1.5dB/cm，長度小于20cm ;可以實(shí)現(xiàn)2微米波段飛秒脈沖放大。
[0017]本實(shí)用新型飛秒脈沖直接放大器輸出激光的脈沖寬度為飛秒量級，放大后的平均功率為500mW左右。
【權(quán)利要求】
1.一種使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器，其特征在于:其包括:FC端口種子脈沖輸入端(I)、光隔離器(2)、光環(huán)行器(3)、反射式啁啾光柵(4)、單模光纖(5)、兩個多模泵浦激光器(7)、合束器￠)、雙包層增益光纖(9)、泵浦剝離器(10)和輸出端(11);其中FC端口種子脈沖輸入端⑴與光隔離器(2)焊接；光隔離器(2)的輸出端與光環(huán)行器(3)的輸入端焊接，光環(huán)行器(3)的反射端口與反射式啁啾光柵(4)焊接，光環(huán)行器(3)的輸出端與單模光纖(5)熔接；兩個多模泵浦激光器(7)與合束器(6)的泵浦輸入端相焊接，單模光纖(5)和合束器￠)的信號端焊接，合束器(6)與雙包層增益光纖(9)相連接，泵浦光通過合束器(6)耦合進(jìn)雙包層增益光纖(9)，雙包層增益光纖(9)與泵浦剝離器(10)焊接，泵浦剝離器(10)同時連接輸出端(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器，其特征在于:所述的雙包層增益光纖(9)為高摻雜增益光纖，其包層泵浦吸收率大于1.5dB/cm,長度小于20cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用高摻雜增益光纖作增益介質(zhì)的飛秒脈沖直接放大器，其特征在于:所述的輸出端(11)斜切8度角，以防止放大器中自激振蕩的產(chǎn)生。
【文檔編號】H01S3/17GK204088867SQ201420586979
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】史偉, 于振華, 董信征 申請人:天津歐泰激光科技有限公司