CN107181159A - 全光纤被动调q脉冲光纤激光器 - Google Patents

全光纤被动调q脉冲光纤激光器 Download PDF

Info

Publication number
CN107181159A
CN107181159A CN201710532762.XA CN201710532762A CN107181159A CN 107181159 A CN107181159 A CN 107181159A CN 201710532762 A CN201710532762 A CN 201710532762A CN 107181159 A CN107181159 A CN 107181159A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resonator
fiber
laser
speculum
doped gain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710532762.XA
Other languages
English (en)
Inventor
卓壮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunshan Huachen Optoelectronics Technology Co Ltd
Shandong University
Original Assignee
Kunshan Huachen Optoelectronics Technology Co Ltd
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunshan Huachen Optoelectronics Technology Co Ltd, Shandong University filed Critical Kunshan Huachen Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority to CN201710532762.XA priority Critical patent/CN107181159A/zh
Publication of CN107181159A publication Critical patent/CN107181159A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06729—Peculiar transverse fibre profile
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明基于双腔耦合原理，通过带内泵浦的方式实现了一体化全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，充分利用掺杂增益光纤较宽的吸收带宽和发射带宽并且二者存在相当大交叉重叠范围特点，合理设计了谐振腔的工作波段，在掺杂增益光纤中实现了激光辐射的增益和饱和吸收双重功能，利用第一谐振腔的辐射激光泵浦第二谐振腔，通过耦合腔实现了全光纤一体化的被动调Q脉冲光纤激光器。同时还利用第二谐振腔掺杂增益光纤和第一谐振腔掺杂增益光纤纤芯芯径的不同，提高了第二谐振腔掺杂增益光纤中激光的能量密度，提升了被动饱和吸收体的漂白开关能力。本发明脉冲光纤激光器结构紧凑、性能稳定，真正实现了脉冲光纤激光器的全光纤化。

Description

全光纤被动调Q脉冲光纤激光器
技术领域
本发明涉及激光技术和光纤技术领域，具体是涉及一种全光纤被动调Q脉冲光纤激光器。
背景技术
众所周知光纤激光器由于其独特的一体化集成、光束质量好、性能稳定、效率高、散热面积大、寿命长和易于量产等特点，受到了广大工业用户的广泛关注和欢迎，光纤激光器特别是脉冲光纤激光器取得了突飞猛进的发展和普及，在消费电子、新能源、生物医疗、激光微加工等领域获得了广泛的应用。
目前工业界广泛应用的脉冲光纤激光器基本上都是主动调Q光纤激光器，采用光纤耦合声光调制器件(空间声光器件)充当光学开关，接入光纤激光器谐振腔内部调制激光器的腔内损耗，实现光纤激光器的脉冲输出。严格推断此类脉冲光纤激光器不算是全光纤一体化激光器。此类空间声光器件本身衍射效率～85％左右，双光纤耦合后的效率则低至70％，透光效率进一步降低，增大了光纤谐振腔的***损耗，影响脉冲光纤激光器的输出功率。再者由于空间声光器件的声光衍射晶体本身光学均匀性与内部产生的光栅的质量问题，导致声光器件不但影响了谐振腔损耗，还影响了腔内激光束质量。最后空间声光器件及驱动电路的稳定性也影响了光纤激光器的工作稳定性和寿命。从成本控制角度，声光器件价格高昂，也提高了脉冲光纤激光器的购买成本。为了解决声光调Q脉冲光纤激光器的问题，被动调Q技术不失是一个良好的选择方案。
传统上的10XX波段激光的被动吸收器件有Cr：YAG(掺铬镱铝石榴石)晶体、GaAs砷化镓晶体和SESAM(半导体饱和吸收体)等，但这些晶体本身就是空间分立器件，同时还存在光学均匀性或者抗光伤阈值低等缺点，因此也不适合用于光纤激光调制。最近研究人员新研发的饱和吸收光纤掺杂Sm、Tm等元素的光纤，由于性能不稳定等原因，也不适合工业化脉冲光纤激光器的需要。
发明内容
针对目前脉冲光纤激光器存在的问题，本发明基于双腔耦合原理，通过带内泵浦的方式实现了全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，具有全光纤化集成、被动调Q，结构紧凑、高效率、阈值低和输出稳定的特性。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，包括泵浦源、泵浦合束器、第一谐振腔第一反射镜、第一谐振腔第二反射镜、第二谐振腔第一反射镜、第二谐振腔第二反射镜、第一谐振腔掺杂增益光纤、第二谐振腔掺杂增益光纤和模场匹配器，所述泵浦源光纤输出端连接所述泵浦合束器的泵浦端，所述泵浦合束器的信号输出端连接所述第一谐振腔掺杂增益光纤的一端，所述第一谐振腔掺杂增益光纤的另一端连接所述第一谐振腔第二反射镜，所述泵浦合束器的信号输入端通过所述模场匹配器连接所述第二谐振腔第二反射镜的一端，所述第二谐振腔第二反射镜的另一端连接所述第二谐振腔掺杂增益光纤的一端，所述第二谐振腔掺杂增益光纤的另一端连接所述第二谐振腔第一反射镜，所述第二谐振腔第一反射镜的另一端连接所述第一谐振腔第一反射镜；所述第二谐振腔第一反射镜、第二谐振腔掺杂增益光纤和第二谐振腔第二反射镜构成第二谐振腔；所述第一谐振腔第一反射镜、所述第一谐振腔第二反射镜及两者之间的第一谐振腔掺杂增益光纤、泵浦合束器、模场匹配器、第二谐振腔第二反射镜、第二谐振腔掺杂增益光纤和第二谐振腔第一反射镜构成第一谐振腔；
泵浦源产生的泵浦光经由泵浦合束器耦合进入第一谐振腔，在第一谐振腔掺杂增益光纤中产生自发辐射，经由第一谐振腔第一反射镜和第一谐振腔第二反射镜正反馈形成第一谐振腔第一波长激光，该第一波长激光位于第二谐振腔掺杂增益光纤的吸收带内，被第二谐振腔内第二谐振腔掺杂增益光纤吸收产生自发辐射光，第二谐振腔内的自发辐射光经由第二谐振腔第一反射镜和第二谐振腔第二反射镜正反馈形成第二谐振腔的第二波长激光，第二波长激光的波长大于第一波长激光的波长；
第一谐振腔产生的第一波长激光在经过第二谐振腔的第二谐振腔掺杂增益光纤时，第二谐振腔掺杂增益光纤因饱和吸收第一波长激光被漂白，对第一谐振腔的第一波长激光形成脉冲调制，将第一谐振腔的第一波长激光演变成第一波长脉冲激光；第一谐振腔产生的第一波长脉冲激光泵浦第二谐振腔掺杂增益光纤，在第二谐振腔内形成第二波长脉冲激光输出，其中，第二谐振腔掺杂增益光纤充当第二谐振腔的增益介质和第一谐振腔激光的被动调制饱和吸收体的双重功能；
第二谐振腔输出的第二波长脉冲激光的波长比第一谐振腔第一波长脉冲激光的波长长，经由第二谐振腔的第二谐振腔第二反射镜输出的第二波长脉冲激光，经过模场匹配器及泵浦合束器后，被第一谐振腔掺杂增益光纤放大，然后从第一谐振腔第二反射镜输出。
进一步的，所述第一谐振腔第一反射镜、第一谐振腔第二反射镜、第二谐振腔第一反射镜和第二谐振腔第二反射镜均为反射型布拉格光栅。
进一步的，所述第一谐振腔第一反射镜和第一谐振腔第二反射镜为工作波长处反射率大于99％的高反光栅；所述第二谐振腔第一反射镜为工作波长处反射率大于99％的高反光栅，所述第二谐振腔第二反射镜为工作波长处反射率在10％～98％之间的反射型布拉格光栅。
进一步的，所述泵浦源为光纤耦合输出半导体激光器，其泵浦光波长范围位于780nm～2000nm之间。
进一步的，所述半导体激光器的驱动和控制通过FPGA/CPLD实施，泵浦工作方式为脉冲方式或连续方式。
进一步的，所述第一谐振腔掺杂增益光纤及第二谐振腔掺杂增益光纤均为掺镱光纤或铒镱共掺光纤或掺铥光纤的单包层或双包层或多包层有源光纤。
进一步的，所述第一谐振腔掺杂增益光纤的几何尺寸纤芯直径不小于所述第二谐振腔掺杂增益光纤的几何尺寸纤芯直径，二者纤芯的数值孔径相同或者接近。
进一步的，所述泵浦合束器为基于单模光纤或多模光纤的波分复用合束器，或者，所述泵浦合束器为由熔融拉锥工艺制作的(1+1)X1或(2+1)X1或(N+1)X1泵浦合束器。
进一步的，所述泵浦合束器的位置由介于所述模场匹配器和第一谐振腔掺杂增益光纤之间变换为介于所述第一谐振腔掺杂增益光纤和第一谐振腔第二反射镜之间，泵浦合束器输出端连接第一谐振腔掺杂增益光纤；或者，设有另一个或多个泵浦源和泵浦合束器，多个泵浦源及泵浦合束器构成第一谐振腔掺杂增益光纤的双向泵浦或串接泵浦，多个泵浦源的泵浦光波长和功率相同或不同。
进一步的，所述第一谐振腔的第一波长激光的波长为1035nm，对应的第二谐振腔的第二波长激光的波长为1064nm；或者，所述第一谐振腔的第一波长激光的波长为1535nm，对应的第二谐振腔的第二波长激光的波长为1650nm。
本发明的有益效果是：本发明基于双腔耦合原理，通过带内泵浦的方式实现了一体化全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，充分利用掺杂增益光纤较宽的吸收带宽和发射带宽并且二者存在相当大交叉重叠范围特点，合理设计了谐振腔的工作波段，在掺杂增益光纤中实现了激光辐射的增益和饱和吸收双重功能，利用第一谐振腔的辐射激光泵浦第二谐振腔，通过耦合腔实现了全光纤一体化的被动调Q脉冲光纤激光器。同时还利用第二谐振腔掺杂增益光纤和第一谐振腔掺杂增益光纤纤芯芯径的不同，提高了第二谐振腔掺杂增益光纤中激光的能量密度，提升了被动饱和吸收体的漂白开关能力。本发明脉冲光纤激光器结构紧凑、性能稳定，真正实现了脉冲光纤激光器的全光纤化。
附图说明
图1为本发明实施例1全光纤被动调Q脉冲光纤激光器的结构示意图；
图2为本发明实施例3全光纤被动调Q脉冲光纤激光器的结构示意图；
图3为本发明实施例4全光纤被动调Q脉冲光纤激光器的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。
实施例一
如图1所示，本实施例一为一种10xxnm全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，包括：9xxnm(915nm，920nm，940nm，950nm，980nm等)泵浦源(Pump LD)1、泵浦合束器(PBC)2、第一谐振腔第一反射镜11、第一谐振腔第二反射镜12、第二谐振腔第一反射镜21、第二谐振腔第二反射镜22、第一谐振腔掺杂增益光纤10、第二谐振腔掺杂增益光纤20和模场匹配器(MFA)30。其中，泵浦源(Pump LD)1光纤输出端连接泵浦合束器(PBC)2的泵浦端，泵浦合束器的信号输出端连接第一谐振腔掺杂增益光纤10的一端，第一谐振腔掺杂增益光纤10的另一端连接第一谐振腔第二反射镜12；泵浦合束器的信号输入端则连接模场匹配器(MFA)30，模场匹配器的另一端连接第二谐振腔第二反射镜22，第二谐振腔第二反射镜另一端连接第二谐振腔掺杂增益光纤20，第二谐振腔掺杂增益光纤的另一端连接第二谐振腔第一反射镜21，第二谐振腔第一反射镜另一端连接第一谐振腔第一反射镜11。
第一谐振腔第一反射镜11、第一谐振腔第二反射镜12及两者之间的所有器件，即第一谐振腔掺杂增益光纤10、泵浦合束器2、模场匹配器(MFA)30、第二谐振腔第二反射镜22、第二谐振腔掺杂增益光纤20和第二谐振腔第一反射镜21构成第一谐振腔。
第二谐振腔第一反射镜21、第二谐振腔掺杂增益光纤20和第二谐振腔第二反射镜22构成第二谐振腔，其中第二谐振腔第二反射镜为第二谐振腔激光输出端。
本实施例中泵浦源为光纤耦合输出半导体激光器，其工作波长视具体掺杂增益光纤的吸收带而定。泵浦光波长范围位于780nm～2000nm之间，包括9XXnm，例如915nm、940nm、950nm和980nm等。
本实施例中的半导体激光器的驱动和控制通过FPGA/CPLD实施，泵浦工作方式可以为脉冲和连续两种方式。脉冲光纤激光器的输出功率和频率由半导体激光器决定，特别是在半导体激光器脉冲工作条件下，泵浦频率和功率决定了光纤激光器的工作频率和输出功率。
本实施例中第一谐振腔掺杂增益光纤及第二谐振腔掺杂增益光纤均采用掺镱双包层光纤，其中第一谐振腔掺杂增益光纤10为Nufern 10/125掺镱双包层光纤，第二谐振腔掺杂增益光纤20为Nufern 6/125掺镱双包层光纤，其他光纤器件均采用对应匹配的无源光纤制作。
本实施例中所有反射镜均选用反射型布拉格光栅(FBG)，包括啁啾光栅和线性光栅。第一谐振腔的第一谐振腔第一反射镜11和第一谐振腔第二反射镜12为高反光栅，工作波长1035nm处反射率为99.8％；第二谐振腔的第二谐振腔第一反射镜21在第二波长激光波长1064nm的反射率99.8％，第二谐振腔第二反射镜22的反射率则为80％。
本实施例中第二波长激光的波长由第二谐振腔的第二谐振腔第一反射镜21、第二谐振腔第二反射镜22和第二谐振腔掺杂增益光纤20决定，可以选定1060nm、1064nm、1070nm、1075nm和1080nm等。但第二谐振腔激光的波长一定大于第一谐振腔激光波长。
9xxnm泵浦光经由泵浦合束器耦合进入第一谐振腔，在第一谐振腔掺杂增益光纤10中产生10xxnm自发辐射，经由第一谐振腔第一反射镜和第一谐振腔第二反射镜正反馈形成第一谐振腔1035nm振荡激光，该第一波长激光位于第二谐振腔掺杂增益光纤的吸收带内，被第二谐振腔内第二谐振腔掺杂增益光纤(掺镱增益光纤)吸收产生自发辐射光，第二谐振腔内的自发辐射光经由第二谐振腔第一反射镜和第二谐振腔第二反射镜形成正反馈产生第二波长激光1064nm。
在第一谐振腔产生的1035nm激光在经过第二谐振腔的掺杂增益介质时，第二谐振腔掺杂增益光纤因饱和吸收第一波长激光被漂白，对第一谐振腔的激光形成脉冲调制，此时第一谐振腔的激光演变成脉冲激光。第一谐振腔产生的第一波长1035nm脉冲激光泵浦第二谐振腔掺杂增益光纤，在第二谐振腔内形成第二波长1064nm脉冲激光输出，此时第二谐振腔的增益光纤充当第二谐振腔掺杂增益光纤和第一谐振腔激光的被动调制饱和吸收体的双重功能。
经由第二谐振腔第二反射镜22输出的第二波长1064nm激光，经过模场匹配器(MFA)、泵浦合束器后经过第一谐振腔掺杂增益光纤放大后从第一谐振腔第二反射镜12输出。此时第一谐振腔掺杂增益光纤10充当1064nm激光的放大器功能。
本实施例中掺杂增益光纤还可以是单包层和多包层掺镱光纤。
本实施例第一谐振腔掺杂增益光纤的几何尺寸纤芯直径10微米不小于第二谐振腔掺杂增益光纤纤芯直径6微米，二者纤芯的数值孔径相同。可提高第二谐振腔掺杂增益光纤中激光的能量密度，提升被动饱和吸收体的漂白开关能力。
当第一、第二第一谐振腔掺杂增益光纤采用相同纤芯直径的掺杂镱光纤时，两者之间的模场匹配器可以省略。
本实施例中泵浦结构为单向泵浦，附图1中泵浦合束器的位置介于模场匹配器(MFA)30和第一谐振腔掺杂增益光纤10之间，但也可以位于第一谐振腔掺杂增益光纤10和第一谐振腔反射镜HR12之间，无论哪种方向，泵浦光输出端必须连接第一谐振腔掺杂增益光纤；或者设有另一个或多个泵浦源和泵浦合束器，多个泵浦源及泵浦合束器构成第一谐振腔掺杂增益光纤的双向泵浦或串接泵浦，多个泵浦源的泵浦光波长和功率相同或不同。
实施例二
本实施例二包含实施例一中所有技术特征，其区别在于，本实施例二中第一谐振腔掺杂增益光纤及第二谐振腔掺杂增益光纤均采用铒镱共掺双包层光纤，其中第一谐振腔掺杂增益光纤10为Nufern 10/125铒镱共掺双包层光纤，第二谐振腔掺杂增益光纤20为Nufern 6/125铒镱共掺双包层光纤，且所述第一谐振腔的第一波长激光的波长为1535nm，对应的第二谐振腔的第二波长激光的波长为1650nm。
在其他实施例中，第一谐振腔掺杂增益光纤及第二谐振腔掺杂增益光纤还可以为掺铥光纤等掺杂稀土元素的单包层或双包层或多包层有源光纤。
实施例三
如图2所示，本实施例二包含实施例一中所有技术特征，其区别在于，本实施例中泵浦结构为两种泵浦方向同时存在的双向泵浦结构，设有另一个泵浦源3和另一个泵浦合束器4，两个泵浦源及泵浦合束器构成第一谐振腔掺杂增益光纤的双向泵浦，两个泵浦源的泵浦光波长和功率相同或不同。
实施例四
如图3所示，本实施例四包含实施例一中所有技术特征，其区别在于，本实施例中泵浦结构为两个泵浦源串接的泵浦结构，设有另一个泵浦源和另一个泵浦合束器，两个泵浦合束器串接构成第一谐振腔掺杂增益光纤的单向串接泵浦，两个泵浦源的泵浦光波长和功率相同或不同，串接输入可以增加输入泵浦的个数和功率，提升激光输出功率。
本发明基于双腔耦合原理，通过带内泵浦的方式实现了一体化全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，充分利用掺杂增益光纤较宽的吸收带宽和发射带宽并且二者存在相当大交叉重叠范围特点，合理设计了谐振腔的工作波段，在掺杂增益光纤中实现了激光辐射的增益和饱和吸收双重功能，利用第一谐振腔的辐射激光泵浦第二谐振腔，通过耦合腔实现了全光纤一体化的被动调Q脉冲光纤激光器。同时还利用第二谐振腔掺杂增益光纤和第一谐振腔掺杂增益光纤纤芯芯径的不同，提高了第二谐振腔掺杂增益光纤中激光的能量密度，提升了被动饱和吸收体的漂白开关能力。本发明脉冲光纤激光器结构紧凑、性能稳定，真正实现了脉冲光纤激光器的全光纤化。
以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，其特征在于：包括泵浦源(1)、泵浦合束器(2)、第一谐振腔第一反射镜(11)、第一谐振腔第二反射镜(12)、第二谐振腔第一反射镜(21)、第二谐振腔第二反射镜(22)、第一谐振腔掺杂增益光纤(10)、第二谐振腔掺杂增益光纤(20)和模场匹配器(30)，所述泵浦源光纤输出端连接所述泵浦合束器的泵浦端，所述泵浦合束器的信号输出端连接所述第一谐振腔掺杂增益光纤的一端，所述第一谐振腔掺杂增益光纤的另一端连接所述第一谐振腔第二反射镜，所述泵浦合束器的信号输入端通过所述模场匹配器(30)连接所述第二谐振腔第二反射镜的一端，所述第二谐振腔第二反射镜的另一端连接所述第二谐振腔掺杂增益光纤的一端，所述第二谐振腔掺杂增益光纤的另一端连接所述第二谐振腔第一反射镜，所述第二谐振腔第一反射镜的另一端连接所述第一谐振腔第一反射镜；所述第二谐振腔第一反射镜、第二谐振腔掺杂增益光纤和第二谐振腔第二反射镜构成第二谐振腔；所述第一谐振腔第一反射镜、所述第一谐振腔第二反射镜及两者之间的第一谐振腔掺杂增益光纤、泵浦合束器、模场匹配器、第二谐振腔第二反射镜、第二谐振腔掺杂增益光纤和第二谐振腔第一反射镜构成第一谐振腔；
泵浦源产生的泵浦光经由泵浦合束器耦合进入第一谐振腔，在第一谐振腔掺杂增益光纤中产生自发辐射，经由第一谐振腔第一反射镜和第一谐振腔第二反射镜正反馈形成第一谐振腔第一波长激光，该第一波长激光位于第二谐振腔掺杂增益光纤的吸收带内，被第二谐振腔内第二谐振腔掺杂增益光纤吸收产生自发辐射光，第二谐振腔内的自发辐射光经由第二谐振腔第一反射镜和第二谐振腔第二反射镜正反馈形成第二谐振腔的第二波长激光，第二波长激光的波长大于第一波长激光的波长；
第一谐振腔产生的第一波长激光在经过第二谐振腔的第二谐振腔掺杂增益光纤时，第二谐振腔掺杂增益光纤因饱和吸收第一波长激光被漂白，对第一谐振腔的第一波长激光形成脉冲调制，将第一谐振腔的第一波长激光演变成第一波长脉冲激光；第一谐振腔产生的第一波长脉冲激光泵浦第二谐振腔掺杂增益光纤，在第二谐振腔内形成第二波长脉冲激光输出，其中，第二谐振腔掺杂增益光纤充当第二谐振腔的增益介质和第一谐振腔激光的被动调制饱和吸收体的双重功能；
第二谐振腔输出的第二波长脉冲激光的波长比第一谐振腔第一波长脉冲激光的波长长，经由第二谐振腔的第二谐振腔第二反射镜输出的第二波长脉冲激光，经过模场匹配器及泵浦合束器后，被第一谐振腔掺杂增益光纤放大，然后从第一谐振腔第二反射镜输出。
2.根据权利要求1所述的全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，其特征在于：所述第一谐振腔第一反射镜、第一谐振腔第二反射镜、第二谐振腔第一反射镜和第二谐振腔第二反射镜均为反射型布拉格光栅。
3.根据权利要求2所述的全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，其特征在于：所述第一谐振腔第一反射镜和第一谐振腔第二反射镜为工作波长处反射率大于99％的高反光栅；所述第二谐振腔第一反射镜为工作波长处反射率大于99％的高反光栅，所述第二谐振腔第二反射镜为工作波长处反射率在10％～98％之间的反射型布拉格光栅。
4.根据权利要求1所述的全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，其特征在于：所述泵浦源为光纤耦合输出半导体激光器，其泵浦光波长范围位于780nm～2000nm之间。
5.根据权利要求4所述的全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，其特征在于：所述半导体激光器的驱动和控制通过FPGA/CPLD实施，泵浦工作方式为脉冲方式或连续方式。
6.根据权利要求1所述的全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，其特征在于：所述第一谐振腔掺杂增益光纤及第二谐振腔掺杂增益光纤均为掺镱光纤或铒镱共掺光纤或掺铥光纤的单包层或双包层或多包层有源光纤。
7.根据权利要求1所述的全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，其特征在于：所述第一谐振腔掺杂增益光纤的几何尺寸纤芯直径不小于所述第二谐振腔掺杂增益光纤的几何尺寸纤芯直径，二者纤芯的数值孔径相同或者接近。
8.根据权利要求1所述的全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，其特征在于：所述泵浦合束器为基于单模光纤或多模光纤的波分复用合束器，或者，所述泵浦合束器为由熔融拉锥工艺制作的(1+1)X1或(2+1)X1或(N+1)X1泵浦合束器。
9.根据权利要求1所述的全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，其特征在于：所述泵浦合束器的位置由介于所述模场匹配器和第一谐振腔掺杂增益光纤之间变换为介于所述第一谐振腔掺杂增益光纤和第一谐振腔第二反射镜之间，泵浦合束器输出端连接第一谐振腔掺杂增益光纤；或者，设有另一个或多个泵浦源和泵浦合束器，多个泵浦源及泵浦合束器构成第一谐振腔掺杂增益光纤的双向泵浦或串接泵浦，多个泵浦源的泵浦光波长和功率相同或不同。
10.根据权利要求1所述的全光纤被动调Q脉冲光纤激光器，其特征在于：所述第一谐振腔的第一波长激光的波长为1035nm，对应的第二谐振腔的第二波长激光的波长为1064nm；或者，所述第一谐振腔的第一波长激光的波长为1535nm，对应的第二谐振腔的第二波长激光的波长为1650nm。
CN201710532762.XA 2017-07-03 2017-07-03 全光纤被动调q脉冲光纤激光器 Pending CN107181159A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710532762.XA CN107181159A (zh) 2017-07-03 2017-07-03 全光纤被动调q脉冲光纤激光器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710532762.XA CN107181159A (zh) 2017-07-03 2017-07-03 全光纤被动调q脉冲光纤激光器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107181159A true CN107181159A (zh) 2017-09-19

Family

ID=59845179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710532762.XA Pending CN107181159A (zh) 2017-07-03 2017-07-03 全光纤被动调q脉冲光纤激光器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107181159A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108683067A (zh) * 2018-06-27 2018-10-19 淮北师范大学 基于可饱和吸收光纤锁模的脉冲光纤激光器
CN110459939A (zh) * 2019-07-16 2019-11-15 中国科学院合肥物质科学研究院 一种窄线宽窄脉宽高重复频率的主动调q光纤激光器
CN112769029A (zh) * 2021-01-22 2021-05-07 天津大学 多模半导体泵源包层泵浦的dbr短腔单频光纤激光器
CN113036587A (zh) * 2021-02-07 2021-06-25 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器
CN113708204A (zh) * 2021-09-26 2021-11-26 中国科学院半导体研究所 多腔复合脉冲激光器及多腔复合脉冲激光放大器
RU2762352C1 (ru) * 2020-11-26 2021-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Цельно-волоконный импульсный лазер
US20220131329A1 (en) * 2019-01-31 2022-04-28 South China University Of Technology Multi-wavelength and single-frequency q-switching optical fiber laser device
CN115513764A (zh) * 2022-09-15 2022-12-23 香港理工大学深圳研究院 全光调q开关、全光调q激光器及其脉冲激光输出方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101557070A (zh) * 2009-05-19 2009-10-14 天津大学 声光调q掺镱全光纤激光器
US20130016422A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 Tzong-Yow Tsai Q-switching-induced Gain-switched Erbium Pulse Laser System
CN103022869A (zh) * 2012-12-31 2013-04-03 电子科技大学 一种被动锁模导引增益调制的双波长脉冲光纤激光器
CN103151684A (zh) * 2013-02-20 2013-06-12 广东汉唐量子光电科技有限公司 一种脉冲泵浦型驻波谐振腔纳秒脉冲激光器
US20140050234A1 (en) * 2011-08-17 2014-02-20 Veralas, Inc. Ultraviolet fiber laser system
CN103701022A (zh) * 2013-12-19 2014-04-02 北京工业大学 一种双谐振腔全光纤锁模脉冲激光器
CN103701021A (zh) * 2013-12-17 2014-04-02 北京工业大学 一种谐振腔交叉调制的全光纤脉冲激光器
CN106207723A (zh) * 2016-08-28 2016-12-07 北京工业大学 一种多谐振腔耦合的全光纤脉冲激光器
CN207038915U (zh) * 2017-07-03 2018-02-23 山东大学 全光纤被动调q脉冲光纤激光器
CN109412009A (zh) * 2018-11-12 2019-03-01 北京工业大学 双谐振腔耦合的全光纤化调q锁模脉冲激光器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101557070A (zh) * 2009-05-19 2009-10-14 天津大学 声光调q掺镱全光纤激光器
US20130016422A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-17 Tzong-Yow Tsai Q-switching-induced Gain-switched Erbium Pulse Laser System
US20140050234A1 (en) * 2011-08-17 2014-02-20 Veralas, Inc. Ultraviolet fiber laser system
CN103022869A (zh) * 2012-12-31 2013-04-03 电子科技大学 一种被动锁模导引增益调制的双波长脉冲光纤激光器
CN103151684A (zh) * 2013-02-20 2013-06-12 广东汉唐量子光电科技有限公司 一种脉冲泵浦型驻波谐振腔纳秒脉冲激光器
CN103701021A (zh) * 2013-12-17 2014-04-02 北京工业大学 一种谐振腔交叉调制的全光纤脉冲激光器
CN103701022A (zh) * 2013-12-19 2014-04-02 北京工业大学 一种双谐振腔全光纤锁模脉冲激光器
CN106207723A (zh) * 2016-08-28 2016-12-07 北京工业大学 一种多谐振腔耦合的全光纤脉冲激光器
CN207038915U (zh) * 2017-07-03 2018-02-23 山东大学 全光纤被动调q脉冲光纤激光器
CN109412009A (zh) * 2018-11-12 2019-03-01 北京工业大学 双谐振腔耦合的全光纤化调q锁模脉冲激光器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张丽强;卓壮;潘志勇;王云征;王静轩;: "可调谐掺Yb双包层光纤耗散孤子锁模激光器", 中国激光, no. 12 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108683067A (zh) * 2018-06-27 2018-10-19 淮北师范大学 基于可饱和吸收光纤锁模的脉冲光纤激光器
US20220131329A1 (en) * 2019-01-31 2022-04-28 South China University Of Technology Multi-wavelength and single-frequency q-switching optical fiber laser device
CN110459939A (zh) * 2019-07-16 2019-11-15 中国科学院合肥物质科学研究院 一种窄线宽窄脉宽高重复频率的主动调q光纤激光器
CN110459939B (zh) * 2019-07-16 2021-05-04 中国科学院合肥物质科学研究院 一种窄线宽窄脉宽高重复频率的主动调q光纤激光器
RU2762352C1 (ru) * 2020-11-26 2021-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Цельно-волоконный импульсный лазер
WO2022114992A1 (ru) * 2020-11-26 2022-06-02 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно - Исследовательский Институт Технической Физики Имени Академика Е.И. Забабахина" Цельно-волоконный импульсный лазер
CN112769029A (zh) * 2021-01-22 2021-05-07 天津大学 多模半导体泵源包层泵浦的dbr短腔单频光纤激光器
CN113036587A (zh) * 2021-02-07 2021-06-25 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器
CN113036587B (zh) * 2021-02-07 2022-07-01 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于掺铒单晶光纤种子光源的放大中红外激光器
CN113708204A (zh) * 2021-09-26 2021-11-26 中国科学院半导体研究所 多腔复合脉冲激光器及多腔复合脉冲激光放大器
CN115513764A (zh) * 2022-09-15 2022-12-23 香港理工大学深圳研究院 全光调q开关、全光调q激光器及其脉冲激光输出方法
CN115513764B (zh) * 2022-09-15 2024-07-19 香港理工大学深圳研究院 全光调q开关、全光调q激光器及其脉冲激光输出方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107181159A (zh) 全光纤被动调q脉冲光纤激光器
EP2430716B1 (en) Cascaded raman fiber laser system based on filter fiber
Zellmer et al. Double-clad fiber laser with 30 W output power
US9667021B2 (en) Phosphate photonic crystal fiber and converter for efficient blue generation
Tordella et al. High repetition rate passively Q-switched Nd3+: Cr4+ all-fibre laser
CN104134927A (zh) 非线性效应调q光纤激光器
CN102904153A (zh) 一种使用掺杂光纤作为饱和吸收体的被动调q全光纤激光器
CN103208728A (zh) 高功率皮秒脉冲型掺镱全光纤激光器***
KR100809439B1 (ko) 디스프로슘을 포함하는 광섬유를 이용한 광섬유 레이저시스템
CN103050874A (zh) 高功率脉冲型单频全光纤激光器***
CN103474868B (zh) 输出高功率2微米线偏振激光的掺铥全光纤激光器
CN103904534B (zh) 基于可饱和吸收光纤的全光纤主动调q激光器
CN112751254B (zh) 一种基于光学双稳态的单频光纤激光振荡器
JP6026885B2 (ja) ドープされたファイバを実装する光源、当該光源用ファイバ、および、当該ファイバの製造方法
CN207038915U (zh) 全光纤被动调q脉冲光纤激光器
CN104409951A (zh) 一种基于多模干涉器件克尔效应的全光纤锁模激光器
US7038844B2 (en) High power 938 nanometer fiber laser and amplifier
Stachowiak et al. High-power pump combiners for Tm-doped fibre lasers
CN102856782A (zh) 一种975纳米全光纤激光器
CN105742947A (zh) 一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ase的***
CN109873292A (zh) 一种拉曼激光内腔泵浦掺铥增益介质的蓝光固体激光器
KR20110065305A (ko) 이중 클래드 광섬유 레이저 소자
US7881347B2 (en) Hybrid gain guiding in laser resonators
CN113675715A (zh) 一种脉冲掺铥光纤激光器
Kane et al. 3-Watt blue source based on 914-nm Nd: YVO4 passively-Q-switched laser amplified in cladding-pumped Nd: fiber

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination