一种相位偏置器及应用相位偏置器的光纤激光器的制造方法

文档序号:10082311阅读:739来源:国知局
一种相位偏置器及应用相位偏置器的光纤激光器的制造方法
【专利说明】-种相位偏置器及应用相位偏置器的光纤激光器
[技术领域]
[0001] 本实用新型设及光纤激光技术,尤其设及一种集成化相位偏置器及应用该相位偏 置器的光纤激光器。
[【背景技术】]
[0002] 随着科技的进步,超短脉冲光纤激光器在科学研究和工业加工中的应用越来越广 泛,起到了不可替代的作用。超短脉冲光纤激光器具有脉宽窄,峰值功率高的特点。但是对 比传统调Q激光器,锁模激光器难于自启动、易受外界干扰,价格高,妨碍了其应用。
[0003] 非线性环路反射镜、可饱和吸收体、非线性偏振旋转是光纤激光器的=种主流锁 模方案:非线性环路反射镜构成的8字型锁模光纤激光器锁模难W自启动,需要借助外部 调节,输出为非保偏脉冲;可饱和吸收体锁模激光器中半导体可饱和吸收体使用寿命短,在 高功率下容易损坏,输出功率低;其他碳基可饱和吸收体在恶劣环境中容易质变并失去锁 模启动功能。上述的非线性偏振旋转锁模光纤激光器,可W提供非常高的平均功率,而且采 用不同的机制形成脉冲,获得大范围不同的重复频率、皮秒或飞秒脉冲列,但是运种锁模机 制是采用非保偏光纤,所W外界对光纤的扰动会改变光纤中的双折射和非线性效应,从而 引起激光器的失锁,因此对环境依赖性很强。
[0004] 其中,非线性环路反射镜制成的8字型光纤激光器可W提供锁模脉冲,但是该方 式产生的锁模激光器基本上不能实现自启动,原因在于其环路是零偏置。而在零偏置情况 下,环路反射镜对非线性相移的敏感度很小,环路中需要很强的光功率才能实现锁模,因此 需要一个相位偏置实现同一光纤中相向传播光的光程不同,使其产生相移。
[【实用新型内容】]
[0005] 本实用新型克服了上述技术的不足,提供了一种相位偏置器及应用相位偏置器的 光纤激光器,实现光纤激光器中自启动和长期稳定的锁模,降低锁模光纤激光器对环境稳 定性的依赖性。
[0006] 为实现上述目的,本实用新型采用了下列技术方案:
[0007] -种相位偏置器,包括有封装管1,所述封装管1两端分别固定有第一保偏光纤 21、第二保偏光纤22,所述第一保偏光纤21和第二保偏光纤22之间的光路顺次设有第一准 直透镜31、起偏器4、第一法拉第旋转器51、双折射波片6、第二法拉第旋转器52、第二准直 透镜32。
[0008] 所述第一保偏光纤21固定于第一光纤夹持器71上,所述第二保偏光纤22固定于 第二光纤夹持器72上。
[0009] 所述第一保偏光纤21和第二保偏光纤22均为保偏增益光纤、大模场面积保偏光 纤、大模场面积双包层保偏光纤或保偏光子晶体光纤。
[0010] -种应用相位偏置器的光纤激光器,包括有光纤禪合器8,所述光纤禪合器8第一 双向输出端连接有锁模脉冲发生器9,所述光纤禪合器8第二双向输出端连接有波分复用 器10、相位偏置器11,所述相位偏置器11另一端与光纤禪合器8第=双向输出端连接,所 述相位偏置器11包括有封装管1,所述封装管1两端分别固定有第一保偏光纤21、第二保 偏光纤22,所述第一保偏光纤21和第二保偏光纤22的光路之间顺次设有第一准直透镜 31、起偏器4、第一法拉第旋转器51、双折射波片6、第二法拉第旋转器52、第二准直透镜32, 所述波分复用器10与第一保偏光纤21或第二保偏光纤22连接,所述光纤禪合器8第=双 向输出端与第一保偏光纤21或第二保偏光纤22连接。
[0011] 所述锁模脉冲发生器9为光线发射装置、色散补偿装置或空间滤波装置。
[0012] 所述光线发射装置包括有光线发射镜121,所述光纤发射镜121连接有带通滤波 器122,所述带通滤波器122与光纤禪合器8连接。
[0013] 所述锁模脉冲发生器9为光纤反射镜,所述波分复用器10与相位偏置器11之间 连接有色散补偿装置13。
[0014] 与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
[0015] 本实用新型实现光纤激光器中自启动和长期稳定的锁模,降低锁模光纤激光器对 环境稳定性的依赖性,同时可改变激光器的结构和器件组合改变激光器脉冲形成机制,包 括孤子、自相似、全正色散和放大自相似等。
[【附图说明】]
[0016] 图1为相位偏置器的结构示意图;
[0017] 图2为应用相位偏置器的光纤激光器实施例一;
[0018] 图3为应用相位偏置器的光纤激光器实施例二;
[0019] 图4为应用相位偏置器的光纤激光器实施例=;
[0020] 图5为应用相位偏置器的光纤激光器实施例四。
[【具体实施方式】]
[0021] W下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明, W便于同行业技术人员的理解:
[0022] 如图1所示,一种相位偏置器,包括有封装管1,所述封装管1两端分别固定有第 一保偏光纤21、第二保偏光纤22,所述第一保偏光纤21和第二保偏光纤22之间的光路顺 次设有第一准直透镜31、起偏器4、第一法拉第旋转器51、双折射波片6、第二法拉第旋转器 52、第二准直透镜32。
[0023] 其中,所述第一保偏光纤21固定于第一光纤夹持器71上,所述第二保偏光纤22 固定于第二光纤夹持器72上,第一保偏光纤21和第二保偏光纤22的快轴互相平行,及其 慢轴也互相平行,并且互为输入输出;第一法拉第旋转器51和第二法拉第旋转器52对同一 方向入射光偏振方向的旋转方向相反;经过第一保偏光纤21入射的光,经准第一直透镜31 后再经过起偏器4,起偏器4的偏振方向与玻片的一个轴成45度角,再依次经过第一法拉第 旋转器51和双折射波片6,偏振方向旋转45度与玻片的一个轴平行,再经过第二法拉第旋 转器52,偏振方向反方向旋转45度后经过第二准直透镜32后进入第二保偏光纤22,相移 为4 1,偏振方向保持原来不变;同样,从第二保偏光纤22入射的光,沿着相反的路径往返 一圈后,相移为,偏振方向依然保持不变,从第一保偏光纤21出射,其中,4 2。
[0024] 现在对光经过相移器进行举例说明工作原理:经过第一保偏光纤21的入射光经 过第一准直透镜31准直,在形成振荡时,偏振方向与起偏器4的偏振方向一致,入射至第 一法拉第旋转器51,其偏振方向被旋转45度,与波片晶体的慢轴或快轴平行,获得相移(1) 1 后,入射到第二法拉第旋转器52上;经过第二法拉第旋转器52后偏振方向反方向旋转45 度,因为第一保偏光纤21和第二保偏光纤22的快轴相互平行,慢轴相互平行,所W光进入 第二保偏光纤22的传播偏振状态与第一保偏光纤21中的传播方式相同。同样的方式,经 过第二保偏光纤22的入射光的偏振方向沿快轴,经过第二准直透镜32,然后入射至第二法 拉第旋转镜52,其偏振方向被旋转45度,与波片晶体的快轴或慢轴平行,获得相移(62后, 入射到第一法拉第旋转器51 ;经过第一法拉第旋转器51后偏振方向沿与起偏器4旋转方 向相反旋转45度,从而进入到第一保偏光纤21中,从第一保偏光纤21出射。
[0025] 所述第一保偏光纤21和第二保偏光纤22可W采用不同类型的保偏光纤,例如保 偏增益光纤,大模场面积保偏光纤、大模场面积双包层保偏光纤、保偏光子晶体光纤等。根 据波长选择或设计保偏光纤,不受波长的限制。保偏光纤的端头进行角度或模场面积的处 理。两根保偏光纤的保偏方向在空间上互相平行。当第一保偏光纤21和第二保偏光纤22 的工作原理是只有单快轴或单慢轴传播的保偏光纤,相移器中的起偏器4可W去掉,直接 保证保偏光纤的工作轴与波片的快轴或者慢轴成45度。
[0026] 本相位偏置器中的波片晶体的快轴和慢轴引入非对称相移,相同偏振的脉冲光反 向传播引起不同的光程,引起相位偏移不同,即相位偏置。从第一保偏光纤21入射,从第二 保偏光纤22出射,发生相移为4 1;从第二保偏光纤22入射,从第一保偏光纤21出射,发生 相移为,二者的相移差A嗔的大小由波片性质和厚度决定,即'
其中,ne 为e光的折射率,no为
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