一种紧凑型高重复频率全保偏光纤锁模激光器的制作方法

技术特征：
1.一种紧凑型高重复频率全保偏光纤锁模激光器，其特征在于，包括第一保偏单模光纤(1)、保偏增益光纤(13)、第二保偏单模光纤(14)、泵浦源(15)、第一复合保偏光纤准直器(2)、第一移相器单元(6)、第一偏振分束器(9)、第一1/4波片(10)、第二光学带通滤波器(11)、电光调制器(23)、光栅对(24)、反射镜(25)和压电陶瓷(26)；所述第一保偏单模光纤(1)与保偏增益光纤(13)通过光纤熔接点(12)连接，在第一保偏单模光纤(1)和保偏增益光纤(13)之间能够添加多段保偏单模光纤和保偏增益光纤，第一保偏单模光纤(1)和保偏增益光纤(13)构成的环路能够替换为全保偏增益光纤环路；第一保偏单模光纤(1)和保偏增益光纤(13)构成的环路上添加压电陶瓷；所述泵浦源(15)通过第二保偏单模光纤(14)与第一复合保偏光纤准直器(2)连接；所述第一复合保偏光纤准直器(2)输出的光经过第一输出窗口(4)和第二输出窗口(16)后分别经过第一隔离器(3)和第三隔离器(17)向外输出脉冲激光；所述第一复合保偏光纤准直器(2)的第三输出窗口(18)的输出光依次经过第一移相器单元(6)、第一偏振分束器(9)、第一1/4波片(10)、第二光学带通滤波器(11)、电光调制器(23)、光栅对(24)和反射镜(25)；所述压电陶瓷(26)与反射镜(25)固定在一起来调节反射镜(25)的位置；所述第一偏振分束器(9)有两个输出方向，一个方向的光经过第三光学带通滤波器(21)和第四隔离器(22)，另一个方向的光经过第一光学带通滤波器(8)和第二隔离器(7)；所述第一偏振分束器(9)为偏振分束立方；所述光栅对(24)能够用棱镜对等色散补偿光学器件代替，光路中无需色散补偿时可移除；所述电光调制器(23)可在光学腔任何位置；所述第二光学带通滤波器(11)可在光学腔任何位置；所述的第二输出窗口(16)和第三隔离器(17)之间，第一隔离器(3)和第一输出窗口(4)之间能添加光学带通滤波器；反射镜(25)为全反射镜或者部分反射镜，部分反射镜的透射端为另一个脉冲输出端口，输出口后能够加入隔离器和光学带通滤波器。2.根据权利要求1所述的一种紧凑型高重复频率全保偏光纤锁模激光器，其特征在于，所述第一复合保偏光纤准直器(2)由第一保偏单模光纤(1)、保偏增益光纤(13)、第二保偏单模光纤(14)、波分复用保偏光纤准直器(27)、保偏光纤准直器(28)、分束器(29)和第二偏振分束器(30)构成；第二偏振分束器(30)的两个分束光的偏振方向同时对准波分复用保偏光纤准直器(27)和保偏光纤准直器(28)的慢轴或快轴；所述保偏光纤准直器(28)输出的线偏振光在分束器(29)上分成两束，一束经过第二输出窗口(16)输出，另一束经过第二偏振分束器(30)后与波分复用保偏光纤准直器(27)输出的线偏振光合束通过第三输出窗口(18)，相反地，从第三输出窗口(18)输入的光经第二偏振分束器(30)分成两束，一束输入波分复用保偏光纤准直器(27)，另一束在分束器(29)上分束后分别入射到保偏光纤准直器(28)和第一输出窗口(4)；所述第二偏振分束器(30)是wollaston棱镜、rochon棱镜或偏振分束立方等偏振分束器；所述分束器(29)可在保偏光纤准直器(28)和第二偏振分束器(30)之间，也可在波分复用保偏光纤准直器(27)和第二偏振分束器(30)之间；所述保偏增益光纤(13)与第一保偏单模光纤(1)构成的光纤环路中能引入光纤耦合器；所述波分复用保偏光纤准直器(27)是通过把商用的保偏光纤波分复用器的透射端改成准直器结构，波分复用器公共端的单模保偏光纤换成保偏增益光纤制作而成；所述波分复用保偏光纤准直器(27)的替换结构为：商用的保偏光纤波分复用器的透射端或反射端尾纤与保偏光纤准直器尾纤相接，其公共端的单模保偏光纤换成保偏增益光纤；所述保偏光纤准直器(28)能够替换为波分复用保偏光纤准直器。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型高重复频率全保偏光纤锁模激光器，其特征在于，所述第一移相器单元(6)由第一法拉第旋转器(5)、第二1/4波片(19)和第一半波片(20)依次排列构成，能为第一复合保偏光纤准直器(2)输出的偏振方向相互垂直的两束线偏振光添加固定相位差；所述第二1/4波片(19)和第一半波片(20)位置能够互换；所述第一移相器单元(6)可被波片与法拉第旋转器组合的多种不同结构代替，第一移相器单元(6)还可替换为反射式移相器单元。4.根据权利要求1所述的一种紧凑型高重复频率全保偏光纤锁模激光器，其特征在于，所述第一复合保偏光纤准直器(2)和第一移相器单元(6)替换为第二复合保偏光纤准直器(31)，并且第二复合保偏光纤准直器(31)和第一偏振分束器(9)之间添加第二半波片(36)；所述第二复合保偏光纤准直器(31)是在第一复合保偏光纤准直器(2)结构的基础上添加第二移相器单元(35)；第二移相器单元(35)和分束器(29)可以在保偏光纤准直器(28)和第二偏振分束器(30)之间，也可以在波分复用保偏光纤准直器(27)和第二偏振分束器(30)之间；第二移相器单元(35)由第二法拉第旋转器(32)、第三1/4波片(33)和第三法拉第旋转器(34)依次排列构成，能为正向和反向经过的线偏振光添加固定相位差，第二移相器单元(35)可被波片与法拉第旋转器组合的多种不同结构代替，第二移相器单元(35)还可替换为反射式移相器单元；所述第二半波片(36)可由直接旋转第二复合保偏光纤准直器(31)或第一偏振分束器(9)代替，也可替换为其他类型波片组合结构或者法拉第旋转器与波片的组合结构；第二偏振分束器(30)可以替换成不按偏振方向分束的分束器，同时波分复用保偏光纤准直器(27)和保偏光纤准直器(28)输出光的偏振方向相应地调整为同向,且第二复合保偏光纤准直器(31)经第三输出窗口(18)输出的光依次经过的器件调整为第二光学带通滤波器(11)、电光调制器(23)、光栅对(24)和反射镜(25)。5.根据权利要求1或4所述的一种紧凑型高重复频率全保偏光纤锁模激光器，其特征在于，所述反射镜(25)可替换为可饱和吸收镜或者可饱和吸收材料与反射镜构成的结构；所述第二光学带通滤波器(11)能够替换为色散棱镜与光阑构成的结构来调谐波长范围；所述第一保偏单模光纤(1)、保偏增益光纤(13)、第一复合保偏光纤准直器(2)和第二复合保偏光纤准直器(31)都固定在控温器件上，通过控温来实现重复频率或载波包络频率偏差的精确调节和稳定。

技术总结
本实用新型公开了一种紧凑型高重复频率全保偏光纤锁模激光器，其基于非线性放大环形镜锁模方法，具有锁模点固定、能长时间稳定运行等特点。移相器单元和波分复用保偏光纤准直器的使用降低了对泵浦功率的要求，从而减少长时间运行对光学器件的损伤。相对同类型短腔长高重复频率保偏光纤激光器，能在更高重复频率下实现自启动锁模。单个复合保偏光纤准直器结构解决了使用多个准直器时导致加工制作困难和调节器件成本较高的问题，提高了整体激光器系统的可靠性及工业化批量生产的良品率。激光器腔内或腔外光学带通滤波器能有效压缩输出脉冲的相对强度噪声。复合保偏光纤准直器内分束器的使用使输出脉冲具有诸如噪声、功率、谱宽及对比度等更多可选特征。宽及对比度等更多可选特征。宽及对比度等更多可选特征。


技术研发人员：邹宏新 张祥
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2021.04.28
技术公布日：2021/10/29