一种脉冲光纤光源的制作方法

1.本实用新型涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及一种脉冲光纤光源。


背景技术：

2.脉冲光纤光源在许多领域有着广泛应用，声光调q脉冲光纤激光器以其稳定的脉冲输出序列、窄脉宽、高峰值功率以及可控的重复频率和脉冲宽度等优点而备受国内外研究学者的关注。然而，传统结构的声光调q脉冲光纤激光器的输出脉冲易出现脉冲多峰现象，严重地影响了输出脉冲的平滑度和稳定性，降低了输出脉冲质量，从而影响加工效果。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提出了一种脉冲光纤光源，以解决传统声光调q脉冲光纤激光器的输出脉冲易出现脉冲多峰现象的问题。
4.本实用新型的技术方案是这样实现的：一种脉冲光纤光源，包括第一915nm半导体激光器、第二915nm半导体激光器、第一(2+1)
×
1耦合器、第二(2+1)
×
1耦合器、低反光栅、高反光栅、声光调制器、脉冲信号发生器及掺镱光纤；
5.第一915nm半导体激光器的输出端连接第一(2+1)
×
1耦合器的c端口，第一(2+1)
×
1耦合器的a端口输出脉冲激光，第一(2+1)
×
1耦合器的b端口依次经低反光栅、掺镱光纤连接声光调制器的一端；
6.第二915nm半导体激光器的输出端连接第二(2+1)
×
1耦合器的c端口，第二(2+1)
×
1耦合器的b端口依次经高反光栅、掺镱光纤连接声光调制器的另一端，脉冲信号发生器的输出端连接声光调制器。
7.可选的，第一915nm半导体激光器、第二915nm半导体激光器的抽运功率相同。
8.可选的，掺镱光纤的长度为2m。
9.可选的，高反光栅的反射率为99.6％，低反光栅的反射率为9.8％。
10.可选的，脉冲光纤光源还包括第一抽运源保护器、第二抽运源保护器，第一抽运源保护器接入第一915nm半导体激光器与第一(2+1)
×
1耦合器的c端口之间，第二抽运源保护器接入第二915nm半导体激光器与第二(2+1)
×
1耦合器的c端口之间。
11.可选的，脉冲光纤光源还包括光隔离器，第一(2+1)
×
1耦合器的a端口连接光隔离器的输入端，光隔离器的输出端作为脉冲光纤光源的输出。
12.可选的，光隔离器包括第一光纤准直器、第一双折射晶体、第一法拉第旋转器、第二双折射晶体、第三双折射晶体、第二法拉第旋转器、第四双折射晶体及第二光纤准直器；
13.在脉冲激光的输出方向上，第一光纤准直器、第一双折射晶体、第一法拉第旋转器、第二双折射晶体、第三双折射晶体、第二法拉第旋转器、第四双折射晶体、第二光纤准直器依次排布，第一双折射晶体与第二双折射晶体、第三双折射晶体与第四双折射晶体的光轴夹角均为45
°
，第二双折射晶体与第三双折射晶体的光轴夹角为90
°
。
14.本实用新型的脉冲光纤光源相对于现有技术具有以下有益效果：
15.(1)采用对称腔结构，通过对称抽运的方式能够有效地消除传统声光调q脉冲光纤光源会出现输出重复频率与q开关重复频率不一致现象，并且随着抽运功率的增加，频率不一致现象慢慢消失，能够有效地消除多峰现象而输出平滑光脉冲，有效的改善了输出脉冲的质量，进而提供优质的种子源脉冲；
16.(2)光隔离器采用双级光隔离保证激光的单方向传输，提高了脉冲光纤光源的隔离度。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
18.图1为本实用新型的脉冲光纤光源的结构示意图；
19.图2为本实用新型的光隔离器的结构示意图；
20.图3为本实用新型的光隔离器的正向传输光路；
21.图4为本实用新型的光隔离器的反向传输光路。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
23.如图1所示，本实施例的脉冲光纤光源包括第一915nm半导体激光器(ld1)、第一抽运源保护器、第二915nm半导体激光器(ld2)、光隔离器、第二抽运源保护器、第一(2+1)
×
1耦合器、第二(2+1)
×
1耦合器、低反光栅、高反光栅、声光调制器、脉冲信号发生器及掺镱光纤。第一915nm半导体激光器的输出端经第一抽运源保护器连接第一(2+1)
×
1耦合器的c端口，第一(2+1)
×
1耦合器的a端口连接光隔离器的输入端，光隔离器的输出端作为脉冲光纤光源的输出，第一(2+1)
×
1耦合器的b端口依次经低反光栅、掺镱光纤连接声光调制器的一端。第二915nm半导体激光器的输出端经第二抽运源保护器连接第二(2+1)
×
1耦合器的c端口，第二(2+1)
×
1耦合器的b端口依次经高反光栅、掺镱光纤连接声光调制器的另一端，脉冲信号发生器的输出端连接声光调制器。
24.本实施例中，采用两段2m长的内包层为星型的双包层掺镱光纤作为增益介质，放置于声光调制器两端，其纤芯直径为10μm，内包层直径为130μm，纤芯和内包层有效数值孔径分别为0.08和0.46，在915nm附近的吸收损耗为1.3db/m。声光调制器为声光调q器件，其工作波长为1064nm，插入损耗为1.9db。声光调制器由1台脉冲信号发生器提供驱动信号，通过调节脉冲信号发生器输出电脉冲的频率和占空比实现对脉冲光纤光源输出脉冲参数的控制。一对中心波长为1064nm的高低反光栅作为激光器的谐振腔，高反光栅的反射率为99.6％，3db带宽为2.03nm；低反光栅的反射率为9.8％，3db带宽为0.92nm。抽运源为中心波长915nm的多模半导体激光器，最大输出功率为9w，两个抽运源ld1和ld2的输出首先接入抽
运源保护器，分别通过(2+1)
×
1耦合器和高、低反光栅耦合进入增益光纤，最终产生的激光从左端输出。两个抽运源保护器分别用于保护两个915nm半导体激光器；光隔离器保证了激光的单方向传输，一定程度上保证了激光器的稳定运行。所有的元器件均采用熔接的方式进行连接。
25.本实施例中，固定声光调制器开关的重复频率为10khz、开启时间为5μs、上升时间为20ns，在抽运功率分别为第一915nm半导体激光器0w+第二915nm半导体激光器8w、第一915nm半导体激光器2w+第二915nm半导体激光器6w、第一915nm半导体激光器4w+第二915nm半导体激光器4w、第一915nm半导体激光器6w+第二915nm半导体激光器2w、第一915nm半导体激光器8w+第二915nm半导体激光器0w时，实验测试了输出脉冲波形的变化情况。结果显示，对称腔结构的声光调q脉冲光纤光源在双向抽运功率不完全相等时，输出的脉冲波形不平滑，存在多峰现象；当双向抽运功率完全相等时，多峰现象消失，得到平滑的输出脉冲，从而本实施例优选第一915nm半导体激光器、第二915nm半导体激光器的抽运功率相同。因此，对称腔结构通过对称抽运的方式能够有效地消除传统声光调q脉冲光纤光源会出现输出重复频率与q开关重复频率不一致现象，并且随着抽运功率的增加，频率不一致现象慢慢消失。其原因是：随着声光q开关重复频率的增加，声光q开关关闭时间变短，使得关闭时间内积累的反转粒子数较少，调q激光脉冲建立时间较长，这样就会在下一个声光q开关关闭时间内继续积累反转粒子数而在下一个声光q开关开启时输出调q激光脉冲，因此，输出调q激光脉冲的重复频率减半或更小。同理，当声光q开关的开启时间、上升时间和重复频率不变时，抽运功率的增加使声光q开关关闭时间内积累的反转粒子数变多，加快了调q激光脉冲的建立，在声光q开关开启时，可以使调q激光脉冲顺利释放，这时输出脉冲重复频率和声光q开关重复频率相同，频率不一致现象减小甚至消失。
26.如图2所示，本实施例的光隔离器包括第一光纤准直器、第一双折射晶体、第一法拉第旋转器、第二双折射晶体、第三双折射晶体、第二法拉第旋转器、第四双折射晶体及第二光纤准直器。在脉冲激光的输出方向上，第一光纤准直器、第一双折射晶体、第一法拉第旋转器、第二双折射晶体、第三双折射晶体、第二法拉第旋转器、第四双折射晶体、第二光纤准直器依次排布，第一双折射晶体与第二双折射晶体、第三双折射晶体与第四双折射晶体的光轴夹角均为45
°
，第二双折射晶体与第三双折射晶体的光轴夹角为90
°
。
27.本实施例中，第一双折射晶体、第一法拉第旋转器、第二双折射晶体构成第一级隔离器，第三双折射晶体、第二法拉第旋转器、第四双折射晶体构成第二级隔离器。光隔离器中正向光的传播光路如图3所示，正向光的偏振态变化为o
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o
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e
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e或e
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e
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o
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o，正向光在前后两级中发生了o光(e光)至e光(o光)的转换，所以第一级隔离器产生的光程差和位移在第二级中正好得到了反向补充，整体上消除了平行位置和偏振模色散。反向光的传播光路如图4所示，反向光的偏振态变化为o
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e
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o
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e或e
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o
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e
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o，反向光不断发散，由此对反向光起到很好的隔离作用。这样本实施例的光隔离器采用双级光隔离保证激光的单方向传输，提高了脉冲光纤光源的隔离度。
28.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。