一种皮秒种子源激光器的制作方法

本发明实施例涉及激光技术领域，尤其涉及一种皮秒种子源激光器。

背景技术：

光纤激光器具有稳定性好、成本低、易操作、结构简单紧凑、耦合效率高、散热性好、转换效率高、阈值低、光束质量好和窄线宽等优点。由于这些优势光纤激光器出现在各应用领域中，如微细加工、激光打标、军事应用、医疗等领域。而且利用掺稀土光纤锁模获得的超短脉冲激光器，在光纤通信、超快激光、光纤传感、光信息处理、激光制导、惯性约束快点火、全色显示和激光印刷都有重要的应用。

现有技术中，激光器中常用的锁模技术包括：主动锁模，被动锁模和自锁模。其中，被动锁模是常用的锁模技术。被动锁模包括非线性偏振演化锁模(npe)和可饱和吸收体锁模，这两种方式实现的皮秒脉冲激光器已有产业化。但npe结构包括空间结构，结构复杂，稳定性差。

因此，现在亟需一种皮秒种子源激光器来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种皮秒种子源激光器。

第一方面本发明实施例提供一种皮秒种子源激光器，包括：

依次连接的可饱和吸收体集成结构、波分复用器、增益光纤、分束器和高反光栅；

所述增益光纤的一端与所述波分复用器的信号输出腿连接，另一端与所述分束器的输入端连接；

所述可饱和吸收体集成结构的输出端口与所述高反光栅的中心点在一条直线上，以构成线性谐振腔结构；

所述波分复用器将泵浦光导入所述线性谐振腔结构中，以在所述线性谐振腔结构中作为增益激励生成皮秒脉冲激光；

所述分束器将所述皮秒脉冲激光按预设比例导出。

本发明实施例提供的一种皮秒种子源激光器，通过可饱和吸收体集成结构和高反光栅组成谐振腔，使得导入腔内的泵浦光激励增益介质形成受激辐射，并利用可饱和吸收体集成结构进行被动锁模，简化了激光器结构，提高了脉冲种子源的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种皮秒种子源激光器结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例提供的一种皮秒种子源激光器结构示意图，如图1所示，包括：

依次连接的可饱和吸收体集成结构1、波分复用器2、增益光纤6、分束器3和高反光栅4；

所述增益光纤6的一端与所述波分复用器2的信号输出腿连接，另一端与所述分束器3的输入端连接；

所述可饱和吸收体集成结构1的输出端口与所述高反光栅4的中心点在一条直线上，以构成线性谐振腔结构；

所述波分复用器2将泵浦光导入所述线性谐振腔结构中，以在所述线性谐振腔结构中作为增益激励生成皮秒脉冲激光；

所述分束器3将所述皮秒脉冲激光按预设比例导出。

需要说明的是，现有的种子源激光器结构由于采用空间复合结构，从而受外界因素影响较大，从而稳定性较差、维护成本较高。本发明实施例在此基础上，提供了一种皮秒种子源激光器，其结构简单、稳定性高。

具体的，本发明实施例提供的皮秒种子源激光器中，可饱和吸收体集成结构1与高反光栅4正对放置，可饱和吸收体集成结构1的输出端口与高反光栅4的中心处于一条直线上，从而采用了可饱和吸收体集成结构1与高反光栅4构成一个线性谐振腔结构，使得导入进线性谐振腔结构的泵浦光能够在线性谐振腔结构中进行来回激光振荡，形成皮秒脉冲激光。可以理解的是，可饱和吸收体集成结构1设置于激光器中能够进行被动锁模，然后形成的线性谐振腔结构能够使得由波分复用器2导入腔内的泵浦光激励增益介质形成受激辐射，从而在线性谐振腔结构内产生皮秒脉冲激光，最后由分束器3按照一定的分束比例将皮秒脉冲激光按预设比例导出。可以理解的是，线性谐振腔结构内产生的激光投射到可饱和吸收集成结构上时，根据可饱和吸收集成结构的特性，光强部分吸收率小，反射回去的光强，光弱部分吸收率大，反射回去的光弱，即脉冲激光两侧不断窄化，从而获得脉冲激光。

本发明实施例中需要通过增益介质来形成放大激光，在本发明实施例中，优选的采用了增益光纤6的形式进行增益，如图1所示，增益光纤6的输入端与波分复用器2的信号输出腿连接，增益光纤6的输出端与分束器3的输入端连接，从而将导入腔内的泵浦光激励增益介质形成粒子数反转从而放大激光。

优选的，本发明实施例生成的皮秒脉冲激光脉冲宽度小于10皮秒。

本发明实施例提供的一种皮秒种子源激光器，通过可饱和吸收体集成结构和高反光栅组成谐振腔，使得导入腔内的泵浦光激励增益介质形成受激辐射，并利用可饱和吸收体集成结构进行被动锁模，简化了激光器结构，提高了脉冲种子源的稳定性。

在上述实施例的基础上，所述可饱和吸收体集成结构包括：

可饱和吸收体、法兰以及多根跳线；

所述跳线的第一端连接所述可饱和吸收体集成结构的输出端口；

所述可饱和吸收体黏贴于跳线的第一端的端面，并通过所述法兰和其中一根跳线固定，以使所述跳线输出的光垂直射入所述可饱和吸收体的端面中心。

由上述实施例的内容可知，本发明实施例提供了一个可饱和吸收体集成结构来进行被动锁模，具体的，本发明实施例提供的可饱和吸收体集成机构包括可饱和吸收体、法兰以及多根跳线，可饱和吸收体黏贴于跳线第一端陶瓷的端面，然后通过法兰和另一根跳线将可饱和吸收体固定和封装，并使得在实际光路中，跳线输出的光必垂直打到sesam可饱和吸收体的端面中心。

进一步的，跳线的第一端连接可饱和吸收体集成结构的输出端口，从而将跳线输出的光通过输出端口传输到可饱和吸收体集成结构外部。

可以理解的是，本发明实施例将可饱和吸收体黏贴于跳线端口，能够避免空间光路的设计，其稳定性更高，也更易维护，且维护成本低。并且，采用的可饱和吸收体黏贴于跳线端口的结构，便于脉冲种子源的全光纤熔接，能够进一步简化激光器结构。

在上述实施例的基础上，所述可饱和吸收体集成结构的输出端口通过尾纤与所述波分复用器的信号输入腿连接。

如图1所示，可饱和吸收体集成结构1、波分复用器2、分束器3和高反光栅4依次连接构成皮秒种子源激光器，通过在可饱和吸收体集成结构的输出端口设置的尾纤，将可饱和吸收体集成结构1的与波分复用器2的信号输入腿进行连接，形成完整光路。

在上述实施例的基础上，所述可饱和吸收体包括：

sesam可饱和吸收体、石墨烯可饱和吸收体或黑磷可饱和吸收体。

由上述实施例的内容可知，本发明实施例使用了可饱和吸收体来进行无源锁模。具体的，本发明实施例可以采用sesam可饱和吸收体、石墨烯可饱和吸收体或黑磷可饱和吸收体三种材质，根据实际情况可以进行相应的选择。需要说明的是，由于sesam可饱和吸收体目前已经发展成熟及产业化，因此实际生产中多采用sesam可饱和吸收体。

在上述实施例的基础上，所述皮秒种子源激光器还包括：

泵浦源5，所述泵浦源5的尾纤与所述波分复用器2的泵浦腿连接。

由上述实施例的内容可知，本发明实施例提供的波分复用器2需要将泵浦光导入线性谐振腔结构，那么优选的，本发明实施例采用泵浦源5来提供泵浦光，如图1所示，泵浦源5的尾纤与波分复用器2的泵浦腿连接。

优选的，泵浦源5可采用半导体泵浦激光器。泵浦源5发射的泵浦光通过波分复用器2进入到线性谐振腔内。进入谐振的泵浦光激励增益介质形成受激辐射。腔内产生的激光投射到可饱和吸收体上时，根据可饱和吸收体的特性，光强部分吸收率小，反射回去的光强，光弱部分吸收率大，反射回去的光弱，即脉冲激光两侧不断窄化，从而获得脉冲激光。

在上述实施例的基础上，所述皮秒种子源激光器还包括：

输出终端，所述输出终端与所述分束器的第一输出腿连接。

由上述实施例的内容可知，本发明实施例提供的皮秒种子源激光器能够按预设比例导出皮秒脉冲激光，导出的皮秒脉冲激光需要通过一定的方式进行输出，本发明实施例优选的布置有输出终端7进行激光输出，如图1所示，输出终端7与所述分束器3的第一输出腿连接，从而将分束器3导出的部分激光进行输出。

在上述实施例的基础上，所述输出终端的输出形式包括：

裸纤输出、跳线输出以及准直输出。

优选的，本发明实施例提供了多种输出形式，包括裸纤输出、跳线输出以及准直输出，裸纤输出是指直接光纤输出，输出形式为发散状，跳线输出是指以光纤跳线的形式将激光输出，准直输出是指通过准直输出器件输出准直的激光形式。

在上述实施例的基础上，所述分束器的第二输出腿与所述高反光栅的尾纤连接。

如图1所示，可饱和吸收体集成结构1、波分复用器2、分束器3和高反光栅4依次连接构成皮秒种子源激光器，在分束器3的第一输出腿连接输出终端7时，分束器3的第二输出腿与所述高反光栅4的尾纤连接。

在上述实施例的基础上，所述分束器的分束比为3:7。

优选的，本发明实施例提供的分束器的分束比为3:7，将分束器30％的输出端口与输出终端连接，70％的输出端口与高反光栅连接，从而形成稳定功率的皮秒秒冲输出。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。