全光纤化的马米舍夫激光器

1.本实用新型属于光纤激光器技术领域，涉及全光纤化的马米舍夫激光器。


背景技术：

2.随着光纤技术的迅速发展，光纤激光器得到了长足的发展。光纤激光器具有体积小、噪声低、效率高、稳定性高和兼容性好等许多优点，因此光纤激光器在民用和国防的各个领域均有着重要的应用。超快光纤激光器是光纤激光器中的一种重要类型，获得超快激光的方法主要有主动锁模和被动锁模两种技术，超快激光的发展大大促进了非线性光学、激光微加工、生物医学和生物成像等领域的发展。
3.1998年，马米舍夫提出了一种可以在通信系统中以偏移频谱滤波为基础的脉冲再生技术，其原理是用自相位调制效应展宽光谱再加上偏移滤波实现脉冲再生，将两个马米舍夫再生器级联形成马米舍夫谐振腔，该技术为马米舍夫激光器的诞生奠定了基础。马米舍夫激光器可以有效地提高脉冲能量，缩短脉冲宽度，和传统激光器相比具有很大的优势。马米舍夫激光器可以在积累较多的非线性效应后仍能避免脉冲分裂，从而产生具有更高峰值功率的脉冲。同时，马米舍夫激光器还具有很高的环境稳定性。
4.虽然马米舍夫激光器可以获得更高峰值功率的脉冲，但是马米舍夫激光器的光路中出现许多空间光调制结构，导致马米舍夫激光器出现体积大、便携性低等问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供全光纤化的马米舍夫激光器，解决了现有马米舍夫激光器体积大且便携性低的问题。
6.本实用新型所采用的技术方案是，全光纤化的马米舍夫激光器，包括第一光纤光栅，第一光纤光栅依次连接有波分复用器、混合光无源器件、第一掺铒光纤、耦合器、第二光纤光栅，波分复用器连接有第一半导体激光器，混合光无源器件连接有种子源。
7.本实用新型的特征还在于，
8.混合光无源器件包括第一双光纤准直器和第二双光纤准直器，第一双光纤准直器的一端分别设置有种子源输入端b、第一公共端，第一双光纤准直器的另一端设置有第一波分复用片，第二双光纤准直器靠近第一双光纤准直器的一端设置有第一分束片，第二双光纤准直器远离第一双光纤准直器的一端分别设置有激光输出端口c、第二公共端，种子源输入端b与种子源连接。
9.种子源包括依次闭合连接的混合光无源器件a、第二掺铒光纤、饱和吸收体，混合光无源器件a分别连接有第二半导体激光器、混合光无源器件。
10.第一半导体激光器和第二半导体激光器的工作波长均为980nm，最大功率均为550mw。
11.第二掺铒光纤的增益系数为6db/m，长度为5m。
12.混合光无源器件a包括第三双光纤准直器和第四双光纤准直器，第三双光纤准直
器的一端分别设置有泵浦源输入端e、第三公共端，第三双光纤准直器的另一端依次设置有第二波分复用片、隔离器芯，第四双光纤准直器靠近第三双光纤准直器的一端设置有第二分束片，第四双光纤准直器远离第三双光纤准直器的分别设置有激光输出端口f、第四公共端，泵浦源输入端e与第二半导体激光器连接，激光输出端口f与混合光无源器件连接。
13.第一光纤光栅的中心波长为1565nm，带宽为4nm；第二光纤光栅的中心波长为1560nm，带宽为4nm。
14.波分复用器的工作波长为980nm/1550nm。
15.本实用新型的有益效果是：
16.(1)本实用新型全光纤化的马米舍夫激光器，在光路部分均采用的基于光纤的器件，使该激光器易于调整，稳定性好，便携性高；
17.(2)本实用新型全光纤化的马米舍夫激光器，对环境不敏感，抗干扰能力强，维护简单；
18.(3)本实用新型全光纤化的马米舍夫激光器，结构简单且体积小，均采用通用器件，成本低廉。
附图说明
19.图1是本实用新型全光纤化的马米舍夫激光器的结构示意图；
20.图2是本实用新型全光纤化的马米舍夫激光器中混合光无源器件的结构示意图；
21.图3是本实用新型全光纤化的马米舍夫激光器中种子源的结构示意图；
22.图4是本实用新型全光纤化的马米舍夫激光器中混合光无源器件a的结构示意图。
23.图中，1.第一光纤光栅；2.波分复用器；3.混合光无源器件；4.第一掺铒光纤；5.耦合器；6.第二光纤光栅；7.第一半导体激光器；8.种子源；9.种子源输入端b；10.第一波分复用片；11.第一分束片；12.激光输出端口c；13.第一公共端；14.第一双光纤准直器；15.第二双光纤准直器；16.第二公共端；17.第二半导体激光器；18.混合光无源器件a；19.第二掺铒光纤；20.饱和吸收体，21.泵浦源输入端e，22.第二波分复用片，23.第二分束片，24.激光输出端口f，25.第三公共端，26.第三双光纤准直器，27.隔离器芯，28.第四双光纤准直器，29.第四公共端。
具体实施方式
24.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
25.本实用新型提供一种全光纤化的马米舍夫激光器，结构如图1所示，包括第一光纤光栅1，第一光纤光栅1依次连接有波分复用器2、混合光无源器件3、第一掺铒光纤4、耦合器5、第二光纤光栅6，并且第一光纤光栅1、波分复用器2、混合光无源器件3、第一掺铒光纤4、耦合器5、第二光纤光栅6均通过单模光纤连接尾纤进行依次连接，构成谐振腔，波分复用器2连接有第一半导体激光器7(泵浦源)，混合光无源器件3连接有种子源8，其中第一光纤光栅1的中心波长为1565nm，带宽为4nm，波分复用器2的工作波长为980nm/1550nm，第二光纤光栅6的中心波长为1560nm，带宽为4nm，第一半导体激光器7的工作波长均为980nm，最大功率均为550mw。第一半导体激光器7通过波分复用器2将泵浦光输入谐振腔，第一掺铒光纤4将泵浦光放大为目标激光，耦合器5将目标激光按照一定比例输出谐振腔，谐振腔由种子源
8注入种子脉冲，种子脉冲的光谱需覆盖第一光纤光栅1和第二光纤光栅6的反射波段，才能启动本实用新型激光器。
26.如图2所示，混合光无源器件3包括第一双光纤准直器14和第二双光纤准直器15，第一双光纤准直器14的一端分别设置有种子源输入端b9、第一公共端13，第一双光纤准直器14的另一端设置有第一波分复用片10，第二双光纤准直器15靠近第一双光纤准直器14的一端设置有第一分束片11，第二双光纤准直器15远离第一双光纤准直器14的一端分别设置有激光输出端口c12、第二公共端16，种子源输入端b9与种子源8连接。混合光无源器件3起到两个作用：一是将目标激光按照一定比例输出，工作波长为980nm；二是将种子脉冲注入到谐振腔中。混合光无源器件3通过种子源输入端b9输入种子脉冲，并通过第一波分复用片10将种子脉冲注入谐振腔，通过第一分束片11将经第一光纤光栅1滤波后的脉冲从激光输出端口c12输出，第一波分复用片10为一个小玻璃片，上面设置有波分复用膜，实现波分复用的功能。
27.如图3所示，种子源8包括依次闭合连接的混合光无源器件a18、第二掺铒光纤19、饱和吸收体20，混合光无源器件a18分别连接有第二半导体激光器17(泵浦源)、混合光无源器件3，其中第二半导体激光器17的工作波长均为980nm，最大功率均为550mw，第二掺铒光纤19的增益系数为6db/m，长度为5m。如图4所示，混合光无源器件a18包括第三双光纤准直器26和第四双光纤准直器28，第三双光纤准直器26的一端分别设置有泵浦源输入端e21、第三公共端25，第三双光纤准直器26的另一端依次设置有第二波分复用片22、隔离器芯27，第四双光纤准直器28靠近第三双光纤准直器26的一端设置有第二分束片23，第四双光纤准直器28远离第三双光纤准直器26的分别设置有激光输出端口f24、第四公共端29，泵浦源输入端e21与第二半导体激光器17连接，激光输出端口f24与种子源输入端b9连接。种子源8为由受激辐射的连续光在饱和吸收体20的作用下实现模式锁定，得到种子脉冲，种子脉冲光谱宽度约为8nm，中心波长为1561nm，脉冲能量约为200μw。种子源8是由第二半导体激光器17(泵浦源)经泵浦源输入端e21注入光路，第二掺铒光纤19在泵浦光的作用下发生受激辐射，受激辐射的连续光在饱和吸收体20的作用下实现模式锁定，得到种子脉冲并由激光输出端口f24输出。本实用新型一种全光纤化的马米舍夫激光器的工作原理为：种子源8经混合光无源器件3进入谐振腔到达第一光纤光栅1，经第一光纤光栅1滤波后反射回谐振腔，在第一掺铒光纤4中得到放大和频谱展宽，展宽后的脉冲经光纤光栅6滤波，再次返回谐振腔，滤波后的脉冲经过第一掺铒光纤4放大和频谱展宽，到达第一光纤光栅1，完成一次循环；由于第一光纤光栅1和第二光纤光栅6的反射光谱不重合，只有具有足够高的峰值功率的随机脉冲才能产生足够的频谱展宽以通过第一光纤光栅1和第二光纤光栅6，然后从背景噪声中被挑选出来，在谐振腔中产生锁模脉冲，输出激光为经第一光纤光栅1滤波后的脉冲由混合光无源器件3的激光输出端口c12输出，经第二光纤光栅6滤波后的脉冲由耦合器5的d端口输出。