使用磷酸盐掺铒光纤为增益介质的高重频锁模光纤激光器的制造方法
【专利摘要】一种使用磷酸盐掺铒光纤为增益介质的高重频锁模光纤激光器。其包括976nm半导体激光器、光纤波分复用器、啁啾光纤布拉格光栅、磷酸盐掺铒光纤、半导体可饱和吸收镜和输出光纤，其中976nm半导体激光器通过光纤波分复用器与磷酸盐掺铒光纤相连接，由此将泵浦光耦合进磷酸盐掺铒光纤；光纤波分复用器的输出端和啁啾光纤布拉格光栅相连接，啁啾光纤布拉格光栅和高掺杂的磷酸盐掺铒光纤焊接在一起，磷酸盐掺铒光纤的另一端面直接垂直接在低饱和通量的半导体可饱和吸收镜上，光纤波分复用器的信号端连接输出光纤。本实用新型的高重频锁模光纤激光器的优点是能够获得高重频脉冲输出，并且结构简单，尺寸紧凑，性能稳定。
【专利说明】使用磷酸盐掺铒光纤为增益介质的高重频锁模光纤激光器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光纤及激光【技术领域】，特别是涉及一种使用磷酸盐掺铒光纤为增 益介质的高重频锁模光纤激光器。
【背景技术】
[0002] 近年来，高重复频率的脉冲激光器被广泛应用在光频率测量、高速电光采样、时间 分辨光谱学以及激光测距等领域，此外高重复频率的超短脉冲激光在天文光学中有着重要 的应用价值。在光纤激光器中，由于增益光纤的增益系数不高，使得激光器的短腔结构难以 实现，因此无法达到高重频效果，所以锁模固体激光器一直是高重频脉冲激光器的主宰。由 于固体激光器采用空间结构，不利于激光器的紧凑封装和长期稳定性，而光纤激光器在光 光转换效率、稳定性、散热性、紧凑性等方面都优于固体激光器，所以高重频的脉冲光纤激 光器有重要的研究价值。
[0003] 由于传统稀土掺杂石英光纤的增益系数低，难以满足高重复率飞秒光纤激光器的 要求，而磷酸盐玻璃能容纳比石英玻璃高两个数量级的掺杂浓度，因此磷酸盐玻璃光纤具 有更高的增益系数，数厘米长的高掺杂磷酸盐玻璃光纤便可以代替数米长的石英玻璃增益 光纤，从而使这种光纤成为了高重频脉冲光纤激光器的理想增益光纤。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种使用磷酸盐掺铒光纤为增益 介质的高重频锁模光纤激光器。
[0005] 为了达到上述目的，本实用新型提供的使用磷酸盐掺铒光纤为增益介质的高重频 锁模光纤激光器包括：976nm半导体激光器、光纤波分复用器、_啾光纤布拉格光栅、磷酸 盐掺铒光纤、半导体可饱和吸收镜和输出光纤，其中976nm半导体激光器通过光纤波分复 用器与磷酸盐掺铒光纤相连接，由此将泵浦光耦合进磷酸盐掺铒光纤；光纤波分复用器的 输出端和_啾光纤布拉格光栅相连接，_啾光纤布拉格光栅和高掺杂的磷酸盐掺铒光纤焊 接在一起，磷酸盐掺铒光纤的另一端面直接垂直接在低饱和通量的半导体可饱和吸收镜 上，光纤波分复用器的信号端连接输出光纤。
[0006] 所述的_啾光纤布拉格光栅的中心波长为1550nm，作为激光器的输出端镜，其反 射率为 90% -98%，色散量为-0· 015ps2 - -0· 05ps2。
[0007] 所述的半导体可饱和吸收镜使用一个低饱和通量的半导体可饱和吸收镜作为锁 模器件；其饱和通量为30-60 μ J/cm2,调制深度为8 % -3 %。
[0008] 所述的磷酸盐掺铒光纤的长度为2-3cm，啁啾光纤布拉格光栅的尾纤和磷酸盐掺 铒光纤焊接在一起，总的长度控制在5cm左右，啁啾光纤布拉格光栅和半导体可饱和吸收 镜组成的线性谐振腔总的长度为5cm左右。
[0009] 本实用新型提供的使用磷酸盐掺铒光纤为增益介质的高重频锁模光纤激光器的 优点是能够获得高重频脉冲输出，并且结构简单，尺寸紧凑，性能稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本实用新型提供的使用磷酸盐掺铒光纤为增益介质的高重频锁模光纤激 光器的结构示意图；图中：
[0011] 1.976nm半导体激光器 2.光纤波分复用器
[0012] 3. _啾光纤布拉格光栅 4.磷酸盐掺铒光纤
[0013] 5.半导体可饱和吸收镜（LS-SESAM) 6.激光器输出光纤
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的使用磷酸盐掺铒光纤为增益介 质的高重频锁模光纤激光器进行详细说明。
[0015] 如图1所示，本实用新型提供的使用磷酸盐掺铒光纤为增益介质的高重频锁模光 纤激光器包括：976nm半导体激光器1、光纤波分复用器2、_啾光纤布拉格光栅3、磷酸盐掺 铒光纤4、半导体可饱和吸收镜5和输出光纤6,其中976nm半导体激光器1通过光纤波分 复用器2与磷酸盐掺铒光纤4相连接，由此将泵浦光耦合进磷酸盐掺铒光纤4 ;光纤波分复 用器2的输出端和P周啾光纤布拉格光栅3相连接，_啾光纤布拉格光栅3和高掺杂的磷酸 盐掺铒光纤4焊接在一起，磷酸盐掺铒光纤4的另一端面直接垂直接在低饱和通量的半导 体可饱和吸收镜5上，光纤波分复用器2的信号端连接输出光纤6。
[0016] 所述的磷酸盐掺铒光纤4采用了特种磷酸盐掺铒光纤作为增益介质，其具有很高 的增益系数（约5dB/cm)，2-3cm即可满足激光器增益需要。
[0017] 所述的_啾光纤布拉格光栅3的中心波长为1550nm，作为激光器的输出端镜，其 反射率为 90% -98%，色散量为-0· 015ps2 - -0· 05ps2。
[0018] 所述的半导体可饱和吸收镜5使用一个低饱和通量的半导体可饱和吸收镜 (LS-SESAM)作为锁模器件；其饱和通量为30-60μ J/cm2,调制深度为8% -3%。
[0019] 本激光器具有高重复频率的脉冲输出。磷酸盐掺铒光纤4的长度为2-3cm，啁啾 光纤布拉格光栅3的尾纤和磷酸盐掺铒光纤4焊接在一起，总的长度控制在5cm左右，啁啾 光纤布拉格光栅3和半导体可饱和吸收镜5组成的线性谐振腔总的长度为5cm左右，重复 频率
【权利要求】
1. 一种使用磷酸盐掺铒光纤为增益介质的高重频锁模光纤激光器，其特征在于：其包 括：976nm半导体激光器（1)、光纤波分复用器（2)、_啾光纤布拉格光栅（3)、磷酸盐掺铒光 纤（4)、半导体可饱和吸收镜（5)和输出光纤（6)，其中976nm半导体激光器（1)通过光纤 波分复用器（2)与磷酸盐掺铒光纤（4)相连接，由此将泵浦光耦合进磷酸盐掺铒光纤（4); 光纤波分复用器（2)的输出端和啁啾光纤布拉格光栅（3)相连接，啁啾光纤布拉格光栅（3) 和高掺杂的磷酸盐掺铒光纤（4)焊接在一起，磷酸盐掺铒光纤（4)的另一端面直接垂直接 在低饱和通量的半导体可饱和吸收镜（5)上，光纤波分复用器（2)的信号端连接输出光纤 (6)。
2. 根据权利要求1所述的使用磷酸盐掺铒光纤为增益介质的高重频锁模光纤激光器， 其特征在于：所述的_啾光纤布拉格光栅（3)的中心波长为1550nm，作为激光器的输出端 镜，其反射率为90% -98%，色散量为-0· 015ps2 - -0· 05ps2。
3. 根据权利要求1所述的使用磷酸盐掺铒光纤为增益介质的高重频锁模光纤激光器， 其特征在于：所述的半导体可饱和吸收镜（5)使用一个低饱和通量的半导体可饱和吸收镜 作为锁模器件；其饱和通量为30-60 μ J/cm2,调制深度为8 % -3 %。
4. 根据权利要求1所述的使用磷酸盐掺铒光纤为增益介质的高重频锁模光纤激光器， 其特征在于：所述的磷酸盐掺铒光纤（4)的长度为2-3cm，啁啾光纤布拉格光栅（3)的尾纤 和磷酸盐掺铒光纤（4)焊接在一起，总的长度控制在5cm左右，啁啾光纤布拉格光栅（3)和 半导体可饱和吸收镜（5)组成的线性谐振腔总的长度为5cm左右。
【文档编号】H01S3/067GK204088866SQ201420583603
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月10日 优先权日:2014年10月10日
【发明者】史伟, 于振华, 董信征 申请人:天津欧泰激光科技有限公司