專利名稱：一種基于納米管鎖模的2微米波長全光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖激光器，特別涉及一種具有高功率、超短脈沖激光輸出的采用納米管鎖模的2微米波長摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽的全光纖激光器。屬于激光技術(shù)與光信息技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高功率、超短脈沖(皮秒、飛秒)激光光源在材料與器件的精密打標(biāo)、材料的激光加工、生物光子學(xué)成像、精密頻率計(jì)量等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。而基于摻稀土元素增益光纖的鎖模高功率、超短脈沖全光纖激光器相比傳統(tǒng)固體超快光源具有更高的效率、便攜性、高可靠性和高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，近年來作為固體超快光源的替代或補(bǔ)充在工業(yè)及科研領(lǐng)域有著愈來愈廣泛的應(yīng)用。目前在光纖激光器中實(shí)現(xiàn)高功率、超短激光脈沖產(chǎn)生的方法主要是采用光纖激光腔體內(nèi)采用主動(dòng)器件調(diào)制(如頻率或損耗調(diào)制)的主動(dòng)鎖模方法和采用光纖激光腔體內(nèi)非線性可保飽和吸收器件的被動(dòng)鎖模方法。其中被動(dòng)鎖模的方法具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、鎖模產(chǎn)生的激光脈沖寬度更短的優(yōu)點(diǎn)，是目前商用超短脈沖光纖激光器主要采用的工作機(jī)制。目前波長范圍為I微米和1.5微米的超快光纖激光器由于其眾多的科研和工業(yè)應(yīng)用在過去的十多年中在國際學(xué)術(shù)界開展了廣泛深入的研究，已經(jīng)可以采用具有效率高、體積小、穩(wěn)定性好的高功率光纖放大器得到高峰值功率和高單脈沖能量的令人滿意的超短激光脈沖。目前已有多種摻雜稀土7Π素光纖超短激光脈沖激光器和高功率光纖放大器商業(yè)化產(chǎn)品被開發(fā)出來，尤其是采用摻鐿光纖和摻鉺光纖的鎖模光纖激光器與放大器，在I微米波長上已經(jīng)達(dá)到HiJ量級(jí)單脈沖能量的飛秒脈沖和5.4兆瓦的峰值功率。通常用于被動(dòng)鎖模光纖激光器的非線性可保飽和吸收體器件或機(jī)理主要是基于腔內(nèi)激光脈沖在增益光纖中傳輸放大時(shí)非線性效應(yīng)的非線性偏振旋轉(zhuǎn)附加脈沖模式鎖定(APM)、半導(dǎo)體可飽和吸收體和基于光纖中Sagnac效應(yīng)的“8字型”腔體鎖模機(jī)制等。近年來隨著納米材料技術(shù)的發(fā)展，一種新型基于碳納米管的可飽和吸收體材料在鎖模超短脈沖激光器中得到采用，由于·這種基于碳納米管的可飽和吸收體材料具有寬的光譜工作帶寬、更高的抗破壞閾值功率(可以承受更高的腔內(nèi)激光功率)、可以全光纖化等優(yōu)點(diǎn)，引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界重視，現(xiàn)在已發(fā)展了各種不同腔體型式和工作波長的基于這種基于碳納米管的可飽和吸收體材料的被動(dòng)鎖模的光纖激光器，目前工作的激光波長主要在1.5微米(摻鉺)和I微米(摻鐿)。但商業(yè)化采用基于碳納米管的可飽和吸收體材料的被動(dòng)鎖模的光纖激光器尚未見報(bào)道。最近波長在2微米左右的鎖模光纖激光器受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的極大的重視。比如摻銩光纖在1.8-2.1Mffl間的寬帶激光增益光譜，表現(xiàn)出很寬的波長可延伸性和高的泵浦激光轉(zhuǎn)換效率。2微米左右波長的激光光源在人眼安全雷達(dá)、醫(yī)療、光譜學(xué)、遙感和中紅外波長的產(chǎn)生等方面得到了廣泛的應(yīng)用，大于200nm的寬帶增益使得摻銩光纖成為在2微米波長獲得超短激光脈沖非常合適的增益介質(zhì)。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種具有高穩(wěn)定性和可靠性、高效率、高功率、超短脈沖的基于納米管鎖模的2微米全光纖激光器。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于納米管鎖模的2微米波長全光纖激光器，包括泵浦激光器、泵浦/信號(hào)激光合束器、光纖增益介質(zhì)、光纖隔離器、光纖耦合輸出器和可飽和吸收體，構(gòu)成環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生重復(fù)率為幾十kHz到幾百M(fèi)Hz脈沖重復(fù)率，幾十飛秒到幾十皮秒的2微米波長的超短激光脈沖，所有腔內(nèi)元器件通過熔接連接在一起構(gòu)成2微米全光纖鎖模激光器，所述光纖增益介質(zhì)為摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽的2微米波長增益光纖，所述可飽和吸收體為植入了單壁碳納米管、多壁碳納米管或石墨稀中的一種的光纖，可飽和吸收體長度為5毫米到50毫米。上述技術(shù)方案中，所述納米管為單壁碳納米管、多壁碳納米管或石墨稀中的一種，所有腔內(nèi)元器件通過熔接連接在一起構(gòu)成全光纖鎖模激光器。上述技術(shù)方案中，所述增益光纖的芯徑為4到30微米，數(shù)值孔徑為0.02到0.20，包層的直徑為50到400微米，數(shù)值孔徑為0.2到0.8，長度為0.1米到10米。進(jìn)一步的技術(shù)方案，設(shè)有光纖偏振控制器，所述光纖偏振控制器連接在光纖隔離器和光纖I禹合輸出器的輸入端之間?？蛇x的技術(shù)方案是，設(shè)有保偏光纖循環(huán)器和啁啾光纖光柵，保偏光纖循環(huán)器的輸入端連接光纖隔離器的輸出端，保偏光纖循環(huán)器的一個(gè)輸出端口將信號(hào)激光導(dǎo)入到啁啾光纖光柵中，啁啾光纖光 柵的另一個(gè)端口與光纖耦合輸出器的輸入端連接。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的發(fā)明目的，采用的另一種技術(shù)方案是:一種基于納米管鎖模的2微米全光纖激光器，包括泵浦激光器、泵浦/信號(hào)激光合束器、光纖增益介質(zhì)、至少一個(gè)全反射鏡、激光輸出器和可飽和吸收體，所述泵浦激光器連接泵浦/信號(hào)激光合束器的泵浦輸入端，泵浦/信號(hào)激光合束器的合束端連接光纖增益介質(zhì)的一端，光纖增益介質(zhì)的另一端經(jīng)可飽和吸收體連接一個(gè)全反射鏡，泵浦/信號(hào)激光合束器的信號(hào)激光輸入端連接激光輸出器的輸入端，激光輸出器的一個(gè)輸出端作為激光器的激光輸出端，構(gòu)成線形腔結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生重復(fù)率為幾十kHz到幾百M(fèi)Hz脈沖重復(fù)率超短激光脈沖，所述光纖增益介質(zhì)為摻銩或錢/欽混合摻雜或摻欽的增益光纖，所述可飽和吸收體為植入了納米管的錐形光纖，所述錐形光纖長度為5毫米到50毫米、芯徑為2到20微米，所述納米管通過低折射率硅合成膠被附著在錐形光纖的外表面。進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述激光輸出器由光纖環(huán)形反射鏡構(gòu)成，設(shè)有光纖偏振控制器，所述光纖偏振控制器連接在光纖增益介質(zhì)和可飽和吸收體之間，全反射鏡構(gòu)成激光器的一個(gè)反射腔體，光纖環(huán)形反射鏡構(gòu)成激光器的另一個(gè)反射腔體，同時(shí)作為激光器的輸出端?；蛘?，所述激光輸出器由光纖I禹合輸出器構(gòu)成，設(shè)有2個(gè)全反射鏡,第一全反射鏡連接在可飽和吸收體的另一端，構(gòu)成激光器的一個(gè)反射腔體，第二全反射鏡連接在光纖耦合輸出器的一個(gè)輸出端，構(gòu)成激光器的另一個(gè)反射腔體，光纖I禹合輸出器的另一個(gè)輸出端作為激光器的輸出端。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):1.本實(shí)用新型是采用帶納米管鎖模的全光纖、超短脈沖、高功率光纖激光器，腔內(nèi)無需加入高頻調(diào)制器等器件，而直接采用現(xiàn)有成熟的光纖器件，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)大為簡化；2.由于采用低成本的碳納米管錐形光纖作為鎖模器件，系統(tǒng)造價(jià)更為低廉；3.碳納米管錐形光纖抗激光破壞的閾值更高，激光系統(tǒng)全光纖化，系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性更高。

圖1是實(shí)施例1提供的采用帶納米管錐型光纖鎖模的2微米全光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實(shí)施例2提供的采用帶納米管錐型光纖鎖模的2微米全光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是實(shí)施例3提供的采用帶納米管錐型光纖鎖模的2微米全光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是實(shí)施例4提供的采用帶納米管錐型光纖鎖模的2微米全光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是實(shí)施例5提供的采用帶納米管錐型光纖鎖模的2微米全光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1、泵浦/信號(hào)激光合束器；2、光纖增益介質(zhì)；3、光纖隔離器；4、光纖偏振控制器；5、光纖稱合 輸出器；6、可飽和吸收體；7、泵浦激光器；8、全反射鏡；801、第一全反射鏡；802、第二全反射鏡；9、環(huán)形反射鏡；10、保偏光纖循環(huán)器；11、啁啾光纖光柵。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:實(shí)施例1: 一種基于納米管鎖模的2微米全光纖激光器，由一個(gè)0.1到30W的高功率半導(dǎo)體激光器泵浦、泵浦/信號(hào)激光合束器、摻銩或銩欽混合摻雜或摻欽光纖(光纖的芯徑為4到30微米，數(shù)值孔徑為0.02到0.20，包層直徑為50到400微米，數(shù)值孔徑為0.2到
0.8，長度為0.1米到10米)、光纖隔離器、光纖偏振控制器、5到50%光纖耦合輸出器、帶納米管的錐形光纖組成全光纖激光腔體。所述碳納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管或石墨稀(graphene)，所述錐形光纖長度為5毫米到50毫米、芯徑為2到20微米，所述納米管通過低折射率硅合成膠被附著在錐形光纖的外表面，附著在錐形光纖外表面的碳納米管與錐形光纖的瞬逝波相互作用產(chǎn)生可飽和吸收作用，產(chǎn)生重復(fù)率為幾十kHz到幾百M(fèi)Hz脈沖重復(fù)率，幾十飛秒到幾十皮秒的2微米波長的超短激光脈沖。具體腔體結(jié)構(gòu)參見圖1。參見圖1，第一種腔體整個(gè)鎖模激光器腔體采用非保偏的增益光纖和光纖器件構(gòu)成環(huán)形激光腔體。如圖1所示其具體連接關(guān)系是:一個(gè)光纖耦合的0.1到30W的高功率半導(dǎo)體激光器泵浦的輸出端光纖與泵浦/信號(hào)激光合束器I的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，泵浦激光器7通過光纖泵浦/信號(hào)激光合束器I向激光腔體輸入泵浦激光；一段摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽光纖(光纖的芯徑為4到30微米，數(shù)值孔徑為0.02到0.20，包層直徑為50到400微米，數(shù)值孔徑為0.2到0.8，長度為0.1米到10米)2的一端與光纖泵浦/信號(hào)激光合束器I的信號(hào)泵浦激光合束端光纖通過熔接連接，摻銩或銩欽混合摻雜或摻欽光纖吸收泵浦激光后在2微米激光波長處產(chǎn)生激光增益；一個(gè)光纖隔離器3輸入端光纖與摻銩或銩欽混合摻雜或摻欽光纖的另一端光纖通過熔接連接，光纖隔離器單向通過保證環(huán)形光纖激光器形成單向激光振蕩以利于激光腔內(nèi)鎖模激光脈沖的形成；光纖隔離器3的輸出端光纖與一個(gè)光纖偏振控制器4的一端通過熔接連接,光纖偏振控制器4調(diào)節(jié)腔內(nèi)激光的偏振方向形成穩(wěn)定優(yōu)化的鎖模工作；光纖偏振控制器4的另一端光纖與一個(gè)5到50%光纖f禹合輸出器5的輸入端光纖通過熔接連接,光纖I禹合輸出器5的一個(gè)輸出端口將部分激光腔體內(nèi)的激光功率輸出，光纖耦合輸出器5的另一個(gè)輸出端口與激光腔體內(nèi)其它器件連接構(gòu)成一個(gè)完整的環(huán)形激光腔體；一個(gè)植入了納米管的錐形光纖(錐形光纖長度為5毫米到50毫米、芯徑為2到20微米)的一端與光纖耦合輸出器5的另一個(gè)輸出端通過熔接連接，植入了納米管的錐形光纖對(duì)激光腔體內(nèi)的激光場(chǎng)產(chǎn)生可飽和吸收作用形成鎖模，產(chǎn)生超短激光脈沖；植入了納米管的錐形光纖的另一端光纖與泵浦/信號(hào)激光合束器I的信號(hào)激光輸入端光纖通過熔接連接，通過錐形光纖得到調(diào)制的光脈沖通過泵浦/信號(hào)激光合束器I進(jìn)入到全光纖鎖模激光器腔體內(nèi)形成一個(gè)完整的光纖環(huán)形腔。實(shí)施例2:參見附圖2，一個(gè)光纖耦合的0.1到30W的高功率半導(dǎo)體激光器泵浦的輸出端光纖與泵浦/信號(hào)激光合束器I的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，泵浦激光器7通過光纖泵浦/信號(hào)激光合束器I向激光腔體輸入泵浦激光；一段保偏摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽增益光纖((光纖的芯徑為4到30微米，數(shù)值孔徑為0.02到0.20，包層直徑為50到400微米，數(shù)值孔徑為0.2到0.8，長度為0.1米到10米)的一端與光纖泵浦/信號(hào)激光合束器I的信號(hào)泵浦激光合束端保偏光纖通過熔接連接，保偏摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽增益光纖吸收泵浦激光后在2微米激光波長處產(chǎn)生激光增益；一個(gè)保偏光纖隔離器3輸入端光纖與保偏摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽增益光纖的另一端光纖通過熔接連接，光纖隔離器3單向通過特性保證環(huán)形光纖激光器形成單向激光振蕩以利于激光腔內(nèi)鎖模激光脈沖的形成；保偏光纖隔離器3輸出端光纖與一個(gè)5到50%保偏光纖f禹合輸出器5輸入端光纖通過熔接連接，光纖耦合輸出器5的一個(gè)輸出端將激光腔體內(nèi)的部分激光功率輸出，光纖耦合輸出器5的另一個(gè)輸出端與激光腔體內(nèi)其它器件連接構(gòu)成一個(gè)完整的環(huán)形激光腔體；一個(gè)植入了納米管的保偏錐形光纖(錐形光纖長度為5毫米到50毫米、芯徑為2到20微米)的一端與保偏光纖耦合 輸出器5的另一個(gè)輸出端通過熔接連接，植入了納米管的錐形光纖對(duì)激光腔體內(nèi)的激光場(chǎng)產(chǎn)生可飽和吸收作用形成鎖模，產(chǎn)生超短激光脈沖；植入了納米管的保偏錐形光纖的另一端光纖與泵浦/信號(hào)激光合束器I的信號(hào)激光輸入端保偏光纖通過熔接連接，通過保偏錐形光纖得到調(diào)制的光脈沖通過泵浦/信號(hào)激光合束器I進(jìn)入到全光纖鎖模激光器腔體內(nèi)形成一個(gè)完整的光纖環(huán)形腔。實(shí)施例3:參見附圖3，一個(gè)光纖耦合的0.1到30W的高功率半導(dǎo)體激光器泵浦的輸出端光纖與泵浦/信號(hào)激光合束器I的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，泵浦激光器7通過光纖泵浦/信號(hào)激光合束器I向激光腔體輸入泵浦激光；一段保偏摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽增益光纖((光纖的芯徑為4到30微米，數(shù)值孔徑為0.02到0.20，包層直徑為50到400微米，數(shù)值孔徑為0.2到0.8，長度為0.1米到10米)的一端與一個(gè)光纖泵浦/信號(hào)激光合束器I的信號(hào)泵浦激光合束端保偏光纖通過熔接連接，保偏摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽增益光纖吸收泵浦激光后在2微米激光波長處產(chǎn)生激光增益；一個(gè)保偏光纖隔離器3輸入端光纖與保偏摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽增益光纖的另一端光纖通過熔接連接，光纖隔離器3單向通過特性保證環(huán)形光纖激光器形成單向激光振蕩以利于激光腔內(nèi)鎖模激光脈沖的形成；保偏光纖隔離器3輸出端光纖與一個(gè)保偏光纖循環(huán)器10的輸入端光纖通過熔接連接，保偏光纖循環(huán)器10將信號(hào)激光導(dǎo)入到一個(gè)啁啾光纖光柵11中；保偏光纖循環(huán)器10的一個(gè)端口與一個(gè)啁啾光纖光柵11的輸入端光纖通過熔接連接，將信號(hào)激光導(dǎo)入到啁啾光纖光柵11進(jìn)行色散補(bǔ)償；啁啾光纖光柵11的另一個(gè)輸出端口與一個(gè)保偏光纖耦合輸出器5輸入端光纖通過熔接連接，經(jīng)過啁啾光纖光柵色散補(bǔ)償反射后的光脈沖進(jìn)入到5到50%光纖f禹合輸出器5的輸入端光纖；光纖I禹合輸出器5的一個(gè)輸出端將激光腔體內(nèi)的部分激光功率輸出，光纖耦合輸出器5的另一個(gè)輸出端與激光腔體內(nèi)其它器件連接構(gòu)成一個(gè)完整的環(huán)形激光腔體；一個(gè)植入了納米管的保偏錐形光纖(錐形光纖長度為5毫米到50毫米、芯徑為2到20微米)的一端與保偏光纖耦合輸出器5的另一個(gè)輸出端通過熔接連接，植入了納米管的錐形光纖對(duì)激光腔體內(nèi)的激光脈沖產(chǎn)生可飽和吸收作用形成鎖模，產(chǎn)生超短激光脈沖；植入了納米管的保偏錐形光纖的另一端光纖與泵浦/信號(hào)激光合束器I的信號(hào)激光輸入端保偏光纖通過熔接連接，通過保偏錐形光纖得到調(diào)制的光場(chǎng)通過泵浦/信號(hào)激光合束器I進(jìn)入到全光纖鎖模激光器腔體內(nèi)，從而形成一個(gè)完整的光纖環(huán)形腔。實(shí)施例4:一種基于納米管鎖模的2微米全光纖激光器，包括一個(gè)0.1到30W的高功率半導(dǎo)體激光器泵浦、泵浦/信號(hào)激光合束器、保偏摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽光纖(光纖的芯徑為4到30微米，數(shù)值孔徑為0.02到0.20，包層直徑為50到400微米，數(shù)值孔徑為0.2到0.8，長度為0.1米到10米)、5到50%保偏光纖耦合輸出器、帶納米管的保偏錐形光纖、保偏光纖耦合2微米激光波長處全反射鏡組成全光纖激光腔體。所述納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管所述納米管為單壁碳納米管或多壁碳納米管或石墨稀(graphane)，所述保偏錐形光纖長度為5毫米到50毫米、芯徑為2到20微米，所述納米管通過低折射率硅合成膠被附著在錐形光纖的外表面，附著在錐形光纖外表面的納米管與錐形光纖的瞬逝波相互作用產(chǎn)生可飽和吸收作用，產(chǎn)生重復(fù)率為幾十kHz到幾百M(fèi)Hz脈沖重復(fù)率，幾十飛秒到幾十皮秒的2微米波長的超短激光脈沖。具體腔體結(jié)構(gòu)參見圖4。參見附圖4，整個(gè)鎖模激光器腔體采用保偏的增益光纖和光纖器件構(gòu)成線性形激光腔體。如圖4所示其具體連接關(guān)系是:一個(gè)光纖耦合的0.1到30W的高功率半導(dǎo)體激光器泵浦的輸出端光纖與泵浦/信號(hào)激光合束器I的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，泵浦激光器7通過光纖泵浦/信號(hào)激`光合束器I向激光腔體輸入泵浦激光；一段保偏摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽增益光纖((光纖的芯徑為4到30微米，數(shù)值孔徑為0.02到0.20，包層直徑為50到400微米，數(shù)值孔徑為0.2到0.8，長度為0.1米到10米)I的泵浦/信號(hào)激光合束端保偏光纖通過熔接連接，保偏摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽增益光纖吸收泵浦激光后在2微米激光波長處產(chǎn)生激光增益；一個(gè)植入了納米管的保偏錐形光纖(錐形光纖長度為5毫米到50毫米、芯徑為2到20微米)的一端與保偏摻錢或錢/欽混合摻雜或摻欽增益光纖的另一端通過熔接連接，植入了納米管的保偏錐形光纖對(duì)激光腔體內(nèi)的激光脈沖產(chǎn)生可飽和吸收作用形成鎖模，產(chǎn)生超短激光脈沖；一個(gè)保偏光纖耦合2微米激光波長處的全反射鏡801與保偏錐形光纖的另一端通過熔接連接，全反射鏡8構(gòu)成鎖模激光器的一個(gè)反射腔體；一個(gè)5到50%保偏光纖功率分束器5的輸入端光纖與泵浦/信號(hào)激光合束器I的信號(hào)激光輸入端光纖通過熔接連接；保偏光纖功率分束器5的一個(gè)輸出端口輸出部分激光腔體內(nèi)激光；保偏光纖功率分束器5的另一個(gè)輸出端口與一個(gè)保偏光纖耦合2微米激光波長處的全反射鏡802通過熔接連接，全反射鏡構(gòu)成全光纖激光器的另一個(gè)腔體。[0031]實(shí)施例5:參見附圖5，整個(gè)鎖模激光器腔體采用非保偏的增益光纖和光纖器件構(gòu)成線性形激光腔體。如圖5所示其具體連接關(guān)系是:一個(gè)光纖耦合的0.1到30W的高功率半導(dǎo)體激光器泵浦的輸出端光纖與泵浦/信號(hào)激光合束器I的泵浦激光輸入端光纖通過熔接連接，泵浦激光器7通過光纖泵浦/信號(hào)激光合束器I向激光腔體輸入泵浦激光；一段摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽增益光纖((光纖的芯徑為4到30微米，數(shù)值孔徑為0.02到
0.20，包層直徑為50到400微米，數(shù)值孔徑為0.2到0.8，長度為0.1米到10米)的一端與一個(gè)光纖泵浦/信號(hào)激光合束器I的信號(hào)泵浦激光合束端光纖通過熔接連接，摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽增益光纖吸收泵浦激光后在2微米激光波長處產(chǎn)生激光增益；一個(gè)光纖偏振控制器4輸入端光纖與摻銩或銩/欽混合摻雜或摻欽增益光纖的另一端光纖通過熔接連接，光纖偏振控制器4調(diào)整控制激光腔體內(nèi)光脈沖的偏振方向以達(dá)到鎖模穩(wěn)定可靠地工作；一個(gè)植入了納米管的錐形光纖(錐形光纖長度為5毫米到50毫米、芯徑為2到20微米)的一端與一個(gè)光纖偏振控制器4另一端光纖通過熔接連接，植入了納米管的錐形光纖對(duì)激光腔體內(nèi)的激光脈沖產(chǎn)生可飽和吸收作用形成鎖模，產(chǎn)生超短激光脈沖；一個(gè)光纖耦合2微米激光波長處的全反射鏡8與錐形光纖的另一端通過熔接連接，全反射鏡8構(gòu)成鎖模激光器的一個(gè)反射腔體；一個(gè)5到50%光纖環(huán)形鏡輸出鏡9與光纖泵浦/信號(hào)激光合束器I的信號(hào)激光輸入端光纖通過熔接連接，光纖環(huán)形反射鏡9構(gòu)成全光纖激光器的另一個(gè)反射腔體，同 時(shí)輸出部分腔內(nèi)激光。
權(quán)利要求1.一種基于納米管鎖模的2微米波長全光纖激光器，包括泵浦激光器(7)、泵浦/信號(hào)激光合束器(I)、光纖增益介質(zhì)(2)、光纖隔離器(3)、光纖耦合輸出器(5)和可飽和吸收體(6)，構(gòu)成環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生重復(fù)率為幾十kHz到幾百M(fèi)Hz脈沖重復(fù)率，幾十飛秒到幾十皮秒的2微米波長的超短激光脈沖，所有腔內(nèi)元器件通過熔接連接在一起構(gòu)成2微米全光纖鎖模激光器，其特征在于:所述光纖增益介質(zhì)(2)為2微米波長增益光纖，所述可飽和吸收體(6)為植入了單壁碳納米管、多壁碳納米管或石墨稀中的一種的光纖，可飽和吸收體長度為5暈米到50暈米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米管鎖模的2微米波長全光纖激光器，其特征在于:所述增益光纖的芯徑為4到30微米，數(shù)值孔徑為0.02到0.20，包層的直徑為50到400微米，數(shù)值孔徑為0.2到0.8，長度為0.1米到10米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米管鎖模的2微米波長全光纖激光器，其特征在于:所述全光纖激光器設(shè)有光纖偏振控制器(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米管鎖模的2微米波長全光纖激光器，其特征在于:所述全光纖激光器設(shè)有保偏光纖循環(huán)器(10)和啁啾光纖光柵(11)，保偏光纖循環(huán)器(10)的輸入端連接光纖隔離器(3)的輸出端，保偏光纖循環(huán)器(10)的一個(gè)輸出端口將信號(hào)激光導(dǎo)入到啁啾光纖光柵(11)中，啁啾光纖光柵(11)的另一個(gè)端口與光纖耦合輸出器(5)的輸入端連接。
5.一種基于納米管鎖模的2微米波長全光纖激光器，包括泵浦激光器(7)、泵浦/信號(hào)激光合束器(I) 、光纖增益介質(zhì)(2)、至少一個(gè)全反射鏡(8)、激光輸出器和可飽和吸收體(6)，所述泵浦激光器(7)連接泵浦/信號(hào)激光合束器(I)的泵浦輸入端，泵浦/信號(hào)激光合束器(I)的合束端連接光纖增益介質(zhì)(2)的一端，構(gòu)成線形腔結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生重復(fù)率為幾十kHz到幾百M(fèi)Hz脈沖重復(fù)率，幾十飛秒到幾十皮秒的2微米波長的超短激光脈沖，所有腔內(nèi)元器件通過熔接連接在一起構(gòu)成2微米全光纖鎖模激光器，其特征在于:所述光纖增益介質(zhì)(2)為2微米波長增益光纖，所述可飽和吸收體(6)為植入了單壁碳納米管、多壁碳納米管或石墨稀中的一種的光纖，可飽和吸收體的長度為5毫米到50毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于納米管鎖模的2微米全光纖激光器，其特征在于:所述激光輸出器由光纖環(huán)形反射鏡(9)構(gòu)成，設(shè)有光纖偏振控制器(4),所述光纖偏振控制器(4)連接在光纖增益介質(zhì)(2)和可飽和吸收體(6)之間，全反射鏡(8)構(gòu)成激光器的一個(gè)反射腔體，光纖環(huán)形反射鏡(9)構(gòu)成激光器的另一個(gè)反射腔體，同時(shí)作為激光器的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于納米管鎖模的2微米全光纖激光器，其特征在于:所述激光輸出器由光纖耦合輸出器(5)構(gòu)成，設(shè)有2個(gè)全反射鏡，第一全反射鏡(801)連接在可飽和吸收體(6)的另一端，構(gòu)成激光器的一個(gè)反射腔體，第二全反射鏡(802)連接在光纖耦合輸出器(5)的一個(gè)輸出端，構(gòu)成激光器的另一個(gè)反射腔體，光纖耦合輸出器(5)的另一個(gè)輸出端作為激光器的輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于納米管鎖模的2微米全光纖激光器，泵浦激光器連接泵浦/信號(hào)激光合束器的泵浦輸入端，泵浦/信號(hào)激光合束器的合束端連接光纖增益介質(zhì)的一端，光纖增益介質(zhì)經(jīng)光纖隔離器連接光纖耦合輸出器，光纖耦合輸出器的一個(gè)輸出端作為激光器的激光輸出端，其特征在于光纖增益介質(zhì)為摻銩或銩/鈥混合摻雜或摻鈥的增益光纖，可飽和吸收體植入了納米管，其長度為5毫米到50毫米。本實(shí)用新型具有系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單，造價(jià)低廉，可靠性、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有實(shí)用價(jià)值的全光纖、超短脈沖、高功率激光器設(shè)計(jì)腔體形式。
文檔編號(hào)H01S3/067GK203103749SQ20122063953
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者王青, 耿紀(jì)宏, 劉東峰, 蔣仕彬 申請(qǐng)人:蘇州圖森激光有限公司