專利名稱：一種激光器用sesam的換點裝置及其換點方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種SESAM (Semiconductor Saturable Absorptive Mirror 半導(dǎo)體可飽和吸收鏡)的換點裝置，尤其是涉及一種用于鎖模光纖激光器中的SESAM的換點裝置，及其換點方法，屬于激光技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖激光器有許多比傳統(tǒng)的如固態(tài)激光器優(yōu)越的特點，如體積小、重量輕、能量轉(zhuǎn)換效率高、輸出光束質(zhì)量好等；近年來，光纖激光器在激光器市場所占份額大幅上升，在眾多類型的光纖激光器中，皮秒和飛秒光纖激光器由于能量集中，可以在如微加工等應(yīng)用中取得較高的精度，因此在光纖激光器市場占據(jù)著重要和顯著的地位；
采用SESAM實現(xiàn)的皮秒和飛秒光纖激光器性能優(yōu)越且實用性較高，SESAM能夠被用來方便地實現(xiàn)穩(wěn)定的鎖模激光工作；然而，由于SESAM工作時需要在較小的工作面積上聚集較強的激光強度，因此其容易在工作一段時間后被燒壞，從而導(dǎo)致整個光纖激光器系統(tǒng)失效；因此，為了避免SESAM的損壞，需要技術(shù)人員在激光器每工作一段時間后到激光器現(xiàn)場調(diào)整SESAM工作表面激光照射點的位置并為激光器系統(tǒng)重新校準；這一點成為采用SESAM的光纖激光器的嚴重缺點和限制；
為了解決這個問題，已有來自于德國的技術(shù)采用精密機械調(diào)節(jié)換點的方法；但是該方法采用機械運動部件，不但容易因機械部件的受環(huán)境影響以及磨損而影響其穩(wěn)定性和使用壽命，而且其體積較大、質(zhì)量較大且不易與整個系統(tǒng)進行集成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種穩(wěn)定可靠、不但體積小、重量輕、而且易于與應(yīng)用系統(tǒng)一體集成 的激光器用SESAM的換點裝置及其方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種激光器用SESAM的換點裝置，所述裝置包含有光開關(guān)、光纖和SESAM,所述光開關(guān)為I XN光開關(guān),N為> 2的自然數(shù),所述光開關(guān)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖后與SESAM上的N個工作點相對應(yīng)。本發(fā)明一種環(huán)形腔鎖模光纖激光器，泵浦激光器產(chǎn)生的激光依次經(jīng)波分光纖耦合器一、摻雜光纖和濾波器后輸入光纖稱合器二，所述光纖稱合器二將產(chǎn)生激光分為兩路輸出，一路將激光直接輸出，另一路將激光輸入光環(huán)路并到達光環(huán)行器的一號端口，所述光環(huán)行器的二號端口與光開關(guān)的輸入端相連，所述光開關(guān)為IXN光開關(guān),N為彡2的自然數(shù),所述光開關(guān)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖后與SESAM上的N個工作點相連接，所述光環(huán)行器的三號端口經(jīng)極化控制器后與波分光纖耦合器一相連。本發(fā)明一種線形腔鎖模光纖激光器，泵浦激光器產(chǎn)生的激光依次經(jīng)波分光纖耦合器一、濾波器和摻雜光纖后輸入光纖稱合器二，所述光纖稱合器二將產(chǎn)生激光分為兩路輸出，一路將激光直接輸出，另一路將激光輸入光開關(guān)的輸入端，所述光開關(guān)為IXN光開關(guān)，N為> 2的自然數(shù)，所述光開關(guān)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖后與SESAM上的N個工作點相連接。本發(fā)明一種線形腔鎖模光纖激光器，泵浦激光器產(chǎn)生的激光依次經(jīng)波分光纖耦合器一和摻雜光纖后輸入光纖稱合器二,所述光纖稱合器二將產(chǎn)生激光分為兩路輸出，一路將激光直接輸出，另一路將激光輸入濾波器，激光經(jīng)濾波器反射后經(jīng)光纖耦合器二、摻雜光纖和波分光纖稱合器一后輸入光開關(guān)的輸入端，所述光開關(guān)為I X N光開關(guān)，N為> 2的自然數(shù)，所述光開關(guān)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖后與SESAM上的N個工作點相連接。本發(fā)明一種線形腔鎖模光纖激光器，泵浦激光器產(chǎn)生的激光經(jīng)波分光纖耦合器一到達摻雜光纖，從摻雜光纖產(chǎn)生激光輸入光柵濾波器，激光經(jīng)光柵濾波器部分輸出、部分反射后回到摻雜光纖和波分光纖稱合器一后輸入光開關(guān)的輸入端,所述光開關(guān)為IXN光開關(guān)，N為> 2的自然數(shù)，所述光開關(guān)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖后與SESAM上的N個工作點相連接。本發(fā)明一種激光器用SESAM的換點裝置的換點方法，所述方法包含有換點裝置，所述換點裝置包含有光開關(guān)、光纖和SESAM，所述光開關(guān)為I XN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖后與SESAM上的N個工作點相連接，所述方法包含有換點裝置，所述換點裝置包含有光開關(guān)、端接準直器的光纖和SESAM，所述光開關(guān)為I XN光開關(guān)，N為> 2的自然數(shù)，所述光開關(guān)的輸入通道端接準直器，其N個輸出光纖通道分別經(jīng)N根端接準直器與SESAM上的N個工作點相對應(yīng)。以這樣的方式，該換點裝置和方法可以用于自由空間結(jié)構(gòu)的激光器。所述方法包含有以下激光運行步驟:
步驟一:激光器發(fā)出的激光進入光開關(guān)；
步驟二:光開關(guān)選通N個輸出通道中的一路；
步驟三:激光通過步驟二中的輸出通道經(jīng)光纖入射至SESAM上的一工作點；
隨后根據(jù)SESAM工作點工作時間需要決定何時更換到下一個工作點，并重復(fù)步驟一至三，但在步驟二中，每次從N個通道中選擇不同的輸出通道。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明采用全新的集成纖維光學(xué)元件的方法，這種防止半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)損壞的換點的方法由于無機械運動部件從而穩(wěn)定可靠、不受環(huán)境因素變化的影響、體積小、重量輕、易于計算機程序控制和與應(yīng)用系統(tǒng)一體集成。采用該發(fā)明技術(shù)和方法，SESAM芯片可以被使用(N-1)倍更長的時間，因此整個光纖激光器和使用光纖激光器的設(shè)備的使用壽命大幅度提高，而且，可以顯著減輕光纖激光器設(shè)計人員在設(shè)計采用SESAM時困擾和壓力。


圖1為本發(fā)明一種激光器用SESAM的換點裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一種激光器用SESAM的換點裝置應(yīng)用于環(huán)形腔鎖模光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明一種激光器用SESAM的換點裝置應(yīng)用于線形腔鎖模光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明一種激光器用SESAM的換點裝置另一種應(yīng)用于線形腔鎖模光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明一種激光器用SESAM的換點裝置另一種應(yīng)用于線形腔鎖模光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中:
光開關(guān)1、光纖2、SESAM3、光環(huán)行器4 ；
泵浦激光器101、波分光纖稱合器一 102、光纖稱合器二 103、摻雜光纖104、濾波器105、極化控制器106。
具體實施例方式參見圖f 5，本發(fā)明涉及一種激光器用SESAM的換點裝置，所述裝置包含有光開關(guān)
1、光纖2和SESAM3，所述光開關(guān)I為I XN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)I的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖2后與SESAM3上的N個工作點相連接；工作時，光開關(guān)I與控制器(如計算機)相連以選擇N個光通道中的某一路，激光器發(fā)出的激光經(jīng)光開關(guān)I后從其N個輸出通道中的某一路輸出，輸出的激光沿著N根光纖2中的某一根輸入至SESAM3上的某一個工作點，隨后激光被SESAM3反射后沿原路返回；該工作方式的優(yōu)點在于，可以通過光開關(guān)I動態(tài)地選擇合適的光通道，從而對SESAM3上的工作點進行動態(tài)的使用，防止長時間的照射SESAM3某一工作點后使得該點損壞從而導(dǎo)致整個激光器失效；
參見圖2，一種環(huán)形腔鎖模光纖激光器，泵浦激光器101產(chǎn)生的激光依次經(jīng)波分光纖率禹合器一 102、摻雜光纖104和濾波器105后輸入光纖稱合器二 103,所述光纖稱合器二103將產(chǎn)生激光分為兩路輸出，一路將激光直接輸出，另一路將激光輸入光纖環(huán)路后到達光環(huán)行器4的一號端口，所述光環(huán)行器4的二號端口與光開關(guān)I的輸入端相連，所述光開關(guān)I為I XN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)I的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖2后與SESAM3上的N個工作點相連接 ，所述光環(huán)行器4的三號端口經(jīng)極化控制器106后與波分光纖耦合器一 102相連，激光在此環(huán)路里以此順序重復(fù)進行，完成激光在環(huán)形腔內(nèi)振蕩放大。參見圖3，一種線形腔鎖模光纖激光器，泵浦激光器101產(chǎn)生的激光依次經(jīng)波分光纖率禹合器一 102、濾波器105和摻雜光纖104后輸入光纖稱合器二 103,所述光纖稱合器二103將產(chǎn)生激光分為兩路輸出，一路將激光直接輸出，另一路將激光輸入光開關(guān)I的輸入端，所述光開關(guān)I為I XN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)I的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖2后與SESAM3上的N個工作點相連接；從SESAM3和光開關(guān)I返回的激光到達光纖率禹合器二 103將激光分為兩路輸出，一路將激光通過光纖稱合器二 103的一個端口直接輸出，另一路將激光輸入激光腔。以此重復(fù)進行，完成激光在線形腔內(nèi)振蕩放大。參見圖4，另一種線形腔鎖模光纖激光器，泵浦激光器101產(chǎn)生的激光依次經(jīng)波分波分光纖稱合器一 102和摻雜光纖104后輸入光纖稱合器二 103,所述光纖稱合器二 103將產(chǎn)生激光分為兩路輸出，一路將激光直接輸出，另一路將激光輸入濾波器105，濾波器105為鏡面濾波器或光纖光柵，激光經(jīng)濾波器105反射后經(jīng)光纖稱合器二 103、摻雜光纖104和波分光纖稱合器一 102后輸入光開關(guān)I的輸入端,所述光開關(guān)I為I XN光開關(guān),N為> 2的自然數(shù)，所述光開關(guān)I的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖2后與SESAM3上的N個工作點相連接。激光從SESAM3和光纖2原路返回到光開關(guān)I再回到波分光纖耦合器102。以此重復(fù)進打，完成激光在線形腔內(nèi)振湯放大。參見圖5，另一種線形腔鎖模光纖激光器，泵浦激光器101產(chǎn)生的激光經(jīng)波分光纖耦合器一 102后到達摻雜光纖104，后者產(chǎn)生激光并輸入到光柵濾波器105，激光經(jīng)光柵濾波器105部分輸出、部分反射后回到摻雜光纖104,經(jīng)波分光纖稱合器一 102后輸入光開關(guān)I的輸入端，所述光開關(guān)I為I XN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)I的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖2后與SESAM3上的N個工作點相連接。激光從SESAM3和光纖2原路返回到光開關(guān)I再回到波分光纖耦合器102。以此重復(fù)進行，完成激光在線形腔內(nèi)振蕩放大。一種激光器用SESAM的換點裝置還有如下的實現(xiàn)方式，所述換點裝置包含有光開關(guān)、端接準直器的光纖和SESAM，所述光開關(guān)為IXN光開關(guān)，N為>2的自然數(shù)，所述光開關(guān)的輸入通道端接準直器，其N個輸出光纖通道分別經(jīng)N根端接準直器與SESAM上的N個工作點相對應(yīng)。以這樣的方式，該換點裝`置和方法可以用于自由空間結(jié)構(gòu)的激光器。
權(quán)利要求
1.一種激光器用SESAM的換點裝置，其特征在于:所述裝置包含有光開關(guān)(I)、光纖(2)和SESAM(3)，所述光開關(guān)(I)為I XN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)(I)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖(2)后與SESAM (3)上的N個工作點相對應(yīng)。
2.一種環(huán)形腔鎖模光纖激光器，其特征在于:泵浦激光器(101)產(chǎn)生的激光依次經(jīng)波分光纖稱合器一(102)、摻雜光纖(104)和濾波器(105)后輸入光纖稱合器二( 103),所述光纖耦合器二( 103)將產(chǎn)生激光分為兩路輸出，一路將激光直接輸出，另一路將激光輸入光環(huán)路并到達光環(huán)行器(4)的一號端口，所述光環(huán)行器(4)的二號端口與光開關(guān)(I)的輸入端相連，所述光開關(guān)(I)SlXN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)(I)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖(2)后與SESAM (3)上的N個工作點相連接，所述光環(huán)行器(4)的三號端口經(jīng)極化控制器(106)后與波分光纖稱合器一(102)相連。
3.一種線形腔鎖模光纖激光器，其特征在于:泵浦激光器(101)產(chǎn)生的激光依次經(jīng)波分光纖稱合器一(102)、濾波器(105)和摻雜光纖(104)后輸入光纖稱合器二( 103),所述光纖耦合器二( 103)將產(chǎn)生激光分為兩路輸出，一路將激光直接輸出，另一路將激光輸入光開關(guān)(I)的輸入端，所述光開關(guān)(I)為IXN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)(I)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖(2)后與 SESAM (3)上的N個工作點相連接。
4.一種線形腔鎖模光纖激光器，其特征在于:泵浦激光器(101)產(chǎn)生的激光依次經(jīng)波分光纖稱合器一(102)和摻雜光纖(104)后輸入光纖稱合器二( 103),所述光纖稱合器二(103)將產(chǎn)生激光分為兩路輸出，一路將激光直接輸出，另一路將激光輸入濾波器(105)，激光經(jīng)濾波器(105)反射后經(jīng)光纖耦合器二(103)、摻雜光纖(104)和波分光纖耦合器一(102)后輸入光開關(guān)(I)的輸入端，所述光開關(guān)(I)SlXN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)(I)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖(2)后與SESAM (3)上的N個工作點相連接。
5.一種線形腔鎖模光纖激光器，其特征在于:泵浦激光器(101)產(chǎn)生的激光經(jīng)波分光纖耦合器一(102)到達摻雜光纖(104)，從摻雜光纖(104)產(chǎn)生激光輸入光柵濾波器(105)，激光經(jīng)光柵濾波器(105)部分輸出、部分反射后回到摻雜光纖(104)和波分光纖耦合器一(102)后輸入光開關(guān)(I)的輸入端，所述光開關(guān)(I)SlXN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)(I)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖(2)后與SESAM (3)上的N個工作點相連接。
6.一種激光器用SESAM的換點裝置，其特征在于:所述換點裝置包含有光開關(guān)、端接準直器的光纖和SESAM,所述光開關(guān)為I XN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù),所述光開關(guān)的輸入通道端接準直器，其N個輸出光纖通道分別經(jīng)N根端接準直器與SESAM上的N個工作點相對應(yīng)。
7.一種激光器用SESAM的換點裝置的換點方法，其特征在于:所述方法包含有換點裝置，所述換點裝置包含有光開關(guān)(I)、光纖(2)和SESAM(3)，所述光開關(guān)(I)為I XN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)(I)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖(2)后與SESAM (3)上的N個工作點相連接，所述方法包含有換點裝置，所述換點裝置包含有光開關(guān)(I )、端接準直器的光纖(2)和SESAM (3),所述光開關(guān)(I)為I XN光開關(guān)，N為彡2的自然數(shù)，所述光開關(guān)(I)的輸入通道端接準直器，其N個輸出光纖通道分別經(jīng)N根端接準直器(2)后與SESAM(3)上的N個工作點相對應(yīng)； 所述方法包含有以下激光運行步驟: 步驟一:激光器發(fā)出的激光進入光開關(guān)(I)；步驟二:光開關(guān)(I)選通N個輸出通道中的一路； 步驟三:激光通過步驟二中的輸出通道經(jīng)光纖(3)入射至SESAM (3)上的一工作點；隨后根據(jù)SESAM工作點工作時間需要決定何時更換到下一個工作點，并重復(fù)步驟一至三，但在步驟二 中，每次從N個通道中選擇不同的輸出通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鎖模激光器用SESAM的換點裝置，所述裝置包含有光開關(guān)(1)、光纖(2)和SESAM(3)，所述光開關(guān)(1)為1×N光開關(guān)，N為≥2的自然數(shù)，所述光開關(guān)(1)的N個輸出通道分別經(jīng)N根光纖(2)后與SESAM(3)上的N個工作點相連接。本發(fā)明激光器用SESAM的換點裝置可以將激光器無失效工作時間提高(N-1)倍，該裝置穩(wěn)定可靠、不僅體積小、重量輕、而且易于與應(yīng)用系統(tǒng)一體集成。
文檔編號H01S3/098GK103208732SQ20131009665
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者沈明亞 申請人:蘇州德龍激光股份有限公司