一種被動鎖模光纖激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光領(lǐng)域，特別是涉及一種被動鎖模光纖激光器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在激光領(lǐng)域，產(chǎn)生皮秒或飛秒脈沖的技術(shù)方案分為兩大類：主動鎖模和被動鎖模。 主動鎖模光纖激光器能夠產(chǎn)生幾GHz甚至幾十GHz的高重復(fù)頻率的脈沖序列，但是主動鎖 模需要使用一個射頻信號發(fā)生器和一個相位或強(qiáng)度調(diào)制器，這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度及成 本，且主動鎖模激光器輸出脈沖寬度一般在皮秒量級。一般來說，被動鎖模光纖激光器可以 產(chǎn)生重復(fù)頻率為幾MHz或者幾十MHz的皮秒或者飛秒脈沖序列，例如使用基于半導(dǎo)體可飽 和吸收鏡、碳納米管鎖?；蛘叻蔷€性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模。
[0003] 非線性偏振鎖模成本低，一般運(yùn)用兩個偏振控制器和一個偏振片來實(shí)現(xiàn)被動鎖 模。若采用光纖型偏振控制器，腔長太長，受外界環(huán)境影響很大，得到的鎖模脈沖幅度噪聲 大。若采用四分之一玻片和二分之一玻片進(jìn)行偏振控制，可以較大范圍的控制腔長，進(jìn)而得 到較大范圍的重復(fù)頻率。但是該部分各器件是分立的，需采用空間耦合，不適合作為產(chǎn)品商 業(yè)化。
[0004] 申請?zhí)枮?01410065316. 9的專利"一種被動鎖模光纖激光器"中，采用波分復(fù)用 器、摻琪光纖、第一光纖準(zhǔn)直器、第二光纖準(zhǔn)直器、第一四分之一玻片、第二四分之一玻片、 光隔離器、帶通濾光片、偏振分束器、二分之一玻片實(shí)現(xiàn)非線性偏振旋轉(zhuǎn)被動鎖模。利用高 摻雜光纖作為增益介質(zhì)，減小激光腔長度，增加激光器重復(fù)頻率；通過在激光腔中引入帶通 濾光片，濾除腔中雜散分量及噪聲，降低量子噪聲導(dǎo)致的時(shí)鐘抖動；通過管理激光腔色散， 既可以產(chǎn)生較窄的脈沖，又可以獲得較寬的頻譜，同時(shí)也降低了激光器的強(qiáng)度噪聲。
[0005] 但是對于lum波段的激光器，低的重復(fù)頻率，可以提高脈沖能量，具有更廣泛的工 業(yè)應(yīng)用。低的重復(fù)頻率意味著長的激光腔長度，即調(diào)節(jié)偏振控制器或者玻片較難得到穩(wěn)定 鎖模脈沖，且脈沖幅度噪聲大，脈沖序列長期穩(wěn)定性較差。另外，第一光纖準(zhǔn)直器、第二光纖 準(zhǔn)直器、第一四分之一玻片、第二四分之一玻片、光隔離器、帶通濾光片、偏振分束器、二分 之一玻片各器件是分立的，對準(zhǔn)、調(diào)節(jié)較麻煩，只適合實(shí)驗(yàn)室，不適宜作為產(chǎn)品。常規(guī)光纖在 lum波段處于正常色散范圍，要想對該波段進(jìn)行色散補(bǔ)償，需要在腔內(nèi)額外加入色散補(bǔ)償器 件比如棱鏡對、光柵對等，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。如果能夠?qū)⒌谝还饫w準(zhǔn)直器、第二光纖 準(zhǔn)直器、第一四分之一玻片、第二四分之一玻片、光隔離器、帶通濾光片、偏振分束器、二分 之一玻片各器件進(jìn)行集成，這樣集成器件、合束器和增益光纖即可組成鎖模種子源，將合束 器、無源光纖和增益光纖進(jìn)行密封并用TEC或水冷板對密封盒和偏振控制模塊進(jìn)行溫度控 制，保持它們的工作溫度恒定，減少溫度變化對密封盒和偏振控制模塊的影響，同時(shí)對腔內(nèi) 器件進(jìn)行優(yōu)化，使得不同激光腔長度時(shí)調(diào)節(jié)波片均能得到穩(wěn)定鎖模脈沖，勢必會大大改善 偏振鎖模方案的穩(wěn)定性和實(shí)用性，進(jìn)一步推動其商業(yè)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種被動鎖模光纖激光器，包括全光纖環(huán)形腔， 所述全光纖環(huán)形腔由偏振控制模塊、合束器、增益光纖依次連接構(gòu)成；
[0007] 所述偏振控制模塊包括第一光纖準(zhǔn)直器、非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模器、偏振相關(guān)隔離 器、雙折射濾光片、第二光纖準(zhǔn)直器，其中，所述第一光纖準(zhǔn)直器、偏振相關(guān)隔離器、雙折射 濾光片和所述第二光纖準(zhǔn)直器依次設(shè)置，所述非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模器的前置光柵、后置光 柵分別設(shè)置于所述第二光纖準(zhǔn)直器與雙折射濾光片、偏振相關(guān)隔離器和第一光纖準(zhǔn)直器之 間。
[0008] 進(jìn)一步地，所述偏振相關(guān)隔離器由第一偏振分束器、第一二分之一波片、法拉第旋 轉(zhuǎn)器和第二偏振分束器依次連接構(gòu)成。
[0009] 進(jìn)一步地，所述偏振控制模塊中，第二偏振分束器作為檢偏器。
[0010] 進(jìn)一步地，所述雙折射濾光片由石英波片和石英波片補(bǔ)償片構(gòu)成。
[0011] 進(jìn)一步地，所述石英波片補(bǔ)償片和石英波片放置的相對角度相反；所述石英波片 補(bǔ)償片和石英波片的材料均為石英晶體。
[0012] 進(jìn)一步地，所述非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模器的前置光柵由第三偏振分束器、第二二分 之一玻片、和第二四分之一玻片依次連接構(gòu)成；所述非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模器的后置光柵具 體為第一四分之一玻片。
[0013] 進(jìn)一步地，所述偏振控制模塊中，第三偏振分束器作為起偏器。
[0014] 進(jìn)一步地，還包括帶通濾波片，所述帶通濾波片設(shè)置于光纖環(huán)形腔內(nèi)。
[0015] 進(jìn)一步地，還包括密封盒，所述密封盒將合束器和增益光纖密封在密封盒內(nèi)。
[0016] 進(jìn)一步地，還包括溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)設(shè)有TEC或水冷板對所述密 封盒和偏振控制模塊進(jìn)行恒溫控制。
[0017] 采用本發(fā)明提供的一種被動鎖模光纖激光器，使得不同激光腔長度時(shí)調(diào)節(jié)波片均 能得到穩(wěn)定鎖模脈沖，勢必會大大改善偏振鎖模方案的穩(wěn)定性和實(shí)用性，進(jìn)一步推動其商 業(yè)化。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中被動鎖模光纖激光器的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019] 圖2為偏振控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3為傾斜放置的雙折射濾波片；
[0021] 圖4為模擬的雙折射率濾波片透過率曲線圖；
[0022] 圖5為實(shí)際測試的雙折射率濾波片透過率曲線圖；
[0023] 圖6為偏振鎖模得到的光譜圖；
[0024] 圖7為偏振鎖模得到的時(shí)域脈沖圖；
[0025] 圖8為偏振鎖模得到的脈沖自相關(guān)曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為使本發(fā)明的技術(shù)方案更淺顯易懂，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的 說明。
[0027] 本發(fā)明提供一種被動鎖模光纖激光器，參考圖1所不，包括偏振控制模塊1、合束 器2、增益光纖3連接構(gòu)成全光纖環(huán)形腔，其中，偏振控制模塊1如圖2所示，包括第一光纖 準(zhǔn)直器4、第一四分之一玻片5、第一偏振分束器6、第一二分之一波片7、法拉第旋轉(zhuǎn)器8、第 二偏振分束器9、石英波片10、石英波片補(bǔ)償片11、第三偏振分束器12、第二二分之一波片 13、第二四分之一玻片14、第二光纖準(zhǔn)直器15。
[0028] 其中，第一偏振分束器6、第一二分之一波片7、法拉第旋轉(zhuǎn)器8、第二偏振分束器9