專利名稱：單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)q光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖激光器，特別是一種單端光纖耦合的線偏振的聲光調(diào)Q光纖激光 器，該激光器是輸出高重頻、窄線寬、窄脈寬(脈沖寬度幾十個納秒)、高峰值功率的全光纖 激光器。
背景技術(shù)：
高重頻、高峰值功率、窄脈寬、窄線寬的脈沖光纖激光器在醫(yī)療、科研、軍事以及工 業(yè)加工等領(lǐng)域均具有極好的研究價值和巨大的應(yīng)用前景，一直以來都是備受關(guān)注的一個方 向。在要求更高的精密探測、干涉測量、成像顯示、光通信、光傳感、光學(xué)非線性頻率轉(zhuǎn)換、激 光組束、生物醫(yī)療診斷等方面，需要使用線偏振激光。因此，線偏振的脈沖光纖激光器以其 獨特的優(yōu)勢得到了人們的青睞。由于光纖增益介質(zhì)較長，而普通光纖對于線偏振光存在一 定的退偏作用，故光纖激光在振蕩過程中不易保持很好的線偏振特性。另一方面，為了突破 傳統(tǒng)固體光學(xué)器件對激光系統(tǒng)的制約，通過全光纖化而達到小型、緊湊、穩(wěn)定性好的集成化 系統(tǒng)也是光纖激光器發(fā)展的一個重要趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)Q 光纖激光器，該激光器應(yīng)具有全光纖模塊結(jié)構(gòu)化、高重頻可調(diào)，輸出窄脈寬、窄線寬的線偏 振光脈沖，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，穩(wěn)定性好和實用性強的特點。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)Q光纖激光器，特點在于其構(gòu)成依次包括激 光二極管泵浦源、泵浦保護器、泵浦耦合器、光纖光柵、雙包層摻雜保偏光纖、光纖端口耦合 透鏡、聲光調(diào)制器和平面鏡，所述的光纖光柵與平面鏡構(gòu)成線性F-P腔結(jié)構(gòu)，雙包層摻雜保 偏光纖作為增益介質(zhì)，通過光纖端口耦合透鏡將雙包層保偏光纖輸出的激光準(zhǔn)直到聲光調(diào) 制器，所述的雙包層摻雜保偏光纖與光纖端口耦合透鏡耦合的一端稱為后端面，該后端面 磨成布儒斯特角，該后端面的法線保持與所述的雙包層摻雜保偏光纖的快軸或者慢軸垂 直，以獲得線偏振特性，所述的平面鏡位于所述的聲光調(diào)制器的一級衍射光方向以形成反 饋，激光由所述的雙包層摻雜保偏光纖的光纖光柵的一端輸出。所述的雙包層摻雜保偏光纖后端面的中心位于所述的光纖端口耦合透鏡的焦點 處。所述的平面鏡與所述的聲光調(diào)制器的一級衍射光方向相垂直，對泵浦光高透、激 光高反。所述的光纖光柵是雙包層的光纖光柵，光柵只限制纖芯部分，引起激光部分反射， 對泵浦光波長無影響。本發(fā)明的工作過程是激光二極管泵浦源發(fā)出的泵浦光經(jīng)過泵浦保護器，通過泵浦耦合器耦合從左端進入所述的帶尾纖的光纖光柵，在雙包層摻雜保偏光纖中產(chǎn)生受激輻射激光。由于增益光纖 與光纖端口耦合透鏡的一端的布儒斯特角的存在，使得與該輸出端面法線相垂直方向偏振 的線偏振光部分反射、部分透射，而與之正交的另一偏振方向只有透射光、沒有反射光，即 相當(dāng)于在兩個偏振方向加上了不同程度的衰減，使得偏振方向上只有透射的激光率先在諧 振腔內(nèi)產(chǎn)生較大增益，往返增強。產(chǎn)生的線偏振激光通過光纖端口透鏡耦合進入聲光調(diào)制 器，由聲光調(diào)制器來周期性調(diào)制腔內(nèi)的損耗，經(jīng)平面鏡反射后再次耦合進入增益光纖，最后 通過光纖光柵，從而實現(xiàn)了線偏振光纖激光器的調(diào)Q脈沖輸出。本發(fā)明的技術(shù)效果本發(fā)明引入單端光纖端口和平面鏡固定模塊化結(jié)構(gòu)來縮短腔長、減小了系統(tǒng)體 積，并使用一級衍射光作為腔內(nèi)調(diào)Q激光的反饋，使光纖激光器簡單、緊湊，避免了額外的 插入損耗，提高了輸出脈沖激光的穩(wěn)定性和效率；采用布儒斯特角來控制腔內(nèi)激光偏振特 性，極大地保證了脈沖激光的線偏振特性，由此實現(xiàn)了一種全光纖模塊化結(jié)構(gòu)的線偏振脈 沖光纖激光器，其結(jié)構(gòu)靈活緊湊，高重頻可調(diào)，輸出窄脈寬、窄線寬的線偏振脈沖，滿足了多 種應(yīng)用場合的需求。


圖1為本發(fā)明單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)Q光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明光纖端面成布儒斯特角時的截面圖。
具體實施例方式請參閱圖1，圖1為本發(fā)明單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)Q光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意 圖。由圖可見，本發(fā)明單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)Q光纖激光器的構(gòu)成依次包括激光二 極管泵浦源1、泵浦保護器2、泵浦耦合器3、光纖光柵4與雙包層摻雜保偏光纖5相互間均 通過光纖熔接機熔接成一體，作為增益介質(zhì)的雙包層摻雜保偏光纖5另一端磨成布儒斯特 角，如圖2所示，即輸出端面法線與光纖軸線成布儒斯特角β，由于雙包層摻雜保偏光纖5 中的應(yīng)力棒9與纖芯10的中心相連成的軸線為慢軸，與之相正交的軸線為快軸，需同時保 持端面法線與保偏光纖的快軸垂直(圖2b)或者慢軸垂直(圖2a)，以獲得線偏振特性，通 過光纖端口耦合透鏡6將雙包層保偏光纖5的具有布儒斯特角的一端輸出的激光準(zhǔn)直到聲 光調(diào)制器7，平面鏡8位于所述的聲光調(diào)制器7的一級衍射光方向以形成激光反饋，激光由 所述的雙包層摻雜保偏光纖5的光纖光柵4 一端輸出。下面舉一具體實施例子介紹如下請參閱圖1，采用2只中心波長為976nm、輸出功率5. 7W的半導(dǎo)體激光器通過 (2+1) Xl泵浦耦合器用光纖熔接機連接成圖1裝置，采用的雙包層保偏光纖長度為3m，纖 芯中摻雜Yb 3+，內(nèi)包層為八邊形，其最大直徑為130μπι(ΝΑ = 0. 22)，纖芯直徑為IOym(NA =0. 08)，所用的光纖光柵中心波長為1080nm。通過調(diào)節(jié)聲光調(diào)制器7輸出的脈沖寬度及 信號重復(fù)頻率(與輸出激光重頻相同)，該激光器輸出重頻在幾十到幾百kHz間調(diào)節(jié)均能獲 得穩(wěn)定脈沖序列，能夠獲得的脈沖能量大大提高，脈寬在幾十納秒以內(nèi)，線寬低于0. 07nm, 偏振度均大于14dB。實驗表明本發(fā)明與在先技術(shù)相比，本發(fā)明單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)Q光纖激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、全光纖結(jié)構(gòu)化的特點，其高重頻可調(diào)，輸出窄脈寬、窄線寬、高峰值功率 的線偏振脈沖，大大提高了激光效率。
權(quán)利要求
1.一種單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)Q光纖激光器，特征在于其構(gòu)成依次包括激光 二極管泵浦源(1)、泵浦保護器O)、泵浦耦合器(3)、光纖光柵G)、雙包層摻雜保偏光纖(5)、光纖端口耦合透鏡(6)、聲光調(diào)制器(7)和平面鏡(8)，所述的光纖光柵(4)與平面鏡 (8)構(gòu)成線性F-P腔結(jié)構(gòu)，雙包層摻雜保偏光纖(5)作為增益介質(zhì)，通過光纖端口耦合透鏡(6)將雙包層保偏光纖( 輸出的激光準(zhǔn)直到聲光調(diào)制器(7)，所述的雙包層摻雜保偏光纖 (5)與光纖端口耦合透鏡(6)耦合的一端稱為后端面，該后端面磨成布儒斯特角，該后端面 的法線保持與所述的雙包層摻雜保偏光纖(5)的其快軸或慢軸垂直，以獲得線偏振特性， 所述的平面鏡(8)位于所述的聲光調(diào)制器(7)的一級衍射光方向以形成反饋，激光由所述 的雙包層摻雜保偏光纖的光纖光柵(4)的一端輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)Q光纖激光器，其特征在于所 述的雙包層摻雜保偏光纖( 后端面的中心位于所述的光纖端口耦合透鏡(6)的焦點處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)Q光纖激光器，所述的平面鏡 (8)與所述的聲光調(diào)制器(7)的一級衍射光方向相垂直，對泵浦光高透、激光高反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)Q光纖激光器，其特征在于所 述的光纖光柵(4)是雙包層的光纖光柵，光柵只限制纖芯部分，引起激光部分反射，對泵浦 光波長無影響。
全文摘要
一種單端光纖耦合的線偏振聲光調(diào)Q光纖激光器，依次包括激光二極管泵浦源、泵浦保護器、泵浦耦合器、光纖光柵、雙包層摻雜保偏光纖、光纖端口耦合透鏡、聲光調(diào)制器和平面鏡，本發(fā)明具有全光纖模塊結(jié)構(gòu)化，高重復(fù)頻率可調(diào)，輸出窄脈寬和窄線寬的線偏振光脈沖，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，穩(wěn)定性好和實用性強的特點，具有很大的應(yīng)用前景。
文檔編號H01S3/101GK102122790SQ201110004288
公開日2011年7月13日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者何晶, 周軍, 杜松濤, 董景星 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所