[技術領域]

本發(fā)明涉及一種高重復頻率的緊湊型工業(yè)級鎖模光纖激光器。

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背景技術：
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近些年受一些例如光譜學，非線性光學成像及其它科研領域的驅動，超快激光的需求愈發(fā)擴大。尤其是近些年迅猛增長的工業(yè)高端微加工市場對高端皮秒和飛秒激光器的需求持續(xù)增長。然而以工業(yè)為代表的這些領域對超快激光器在不同環(huán)境下，運轉的穩(wěn)定性提出了更高的要求，而工業(yè)級超快激光器尤其是種子源的穩(wěn)定性和可靠性始終沒有得到很好的解決。利用光纖技術取代固體的種子源技術本身就有諸多的優(yōu)點，在光纖技術中利用全保偏光纖的激光器更是被認為是能夠抵抗環(huán)境變換的有效方法。

目前常用的技術是利用可飽和吸收體鎖模技術來制作全保偏光纖激光器。然而諸如半導體可飽和吸收體(sesam)，碳納米管可飽和吸收體，石墨烯可飽和吸收體等可飽和吸收元件都存在低損傷閾值，且隨著時間衰減的缺點，這些弱點限制了其走出實驗室，走向更廣闊的工業(yè)市場。另一方面，利用非線性旋轉偏振效應(npe)的光纖激光技術，又無法完全利用全保偏的系統(tǒng)，沒有了保偏光纖的應用，npe技術很容易受到環(huán)境干擾。

因此，如何克服上述存在的缺陷，已成為本領域技術人員亟待解決的重要課題。

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技術實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明克服了上述技術的不足，提供了一種高重復頻率的緊湊型工業(yè)級鎖模光纖激光器，其在光路中集成了相位偏置技術，降低了該類激光器啟動的困難，得到更低的鎖模啟動閾值，改善了該類激光器的自啟動困難問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了下列技術方案：

一種高重復頻率的緊湊型工業(yè)級鎖模光纖激光器，包括有第一泵浦源1、第一波分復用準直器2、第一二分之一波片3、分束器4、第一反射鏡5、偏振分束立方6、法拉第旋轉鏡7、法拉第旋轉鏡7上的八分之一波片8、第二反射鏡9、光柵對(10)、第二二分之一波片11、第二波分復用準直器12、第二泵浦源13、以及光纖14；所述第一泵浦源1輸出端與所述第一波分復用準直器2的波分復用輸入端相連，所述第二泵浦源13輸出端與所述第二波分復用準直器12的波分復用輸入端相連；所述第一反射鏡5、分束器4、偏振分束立方6、法拉第旋轉鏡7、八分之一波片8、以及第二反射鏡9依次直線排列；所述第一波分復用準直器2的準直出射端與所述分束器4之間設有所述第一二分之一波片3，所述分束器4遠離所述第一二分之一波片3的一端作為光纖激光器的脈沖激光出射端；所述第二波分復用準直器12的準直出射端與所述偏振分束立方6之間設有所述第二二分之一波片11；所述第一波分復用準直器2的尾纖與所述第二波分復用準直器12的尾纖之間通過光纖14連接，其中，所述第一波分復用準直器12的尾纖、第二波分復用準直器12的尾纖、以及光纖14中至少有一個是采用保偏增益光纖；所述光纖激光器的光路上還設有用于帶寬限制的帶寬限制元件。

如上所述的一種高重復頻率的緊湊型工業(yè)級鎖模光纖激光器，所述帶寬限制元件為設置在所述偏振分束立方6與所述第二二分之一波片11之間的光柵對10或設置在所述第一反射鏡5與所述分束器4之間的帶通濾波片15。

如上所述的一種高重復頻率的緊湊型工業(yè)級鎖模光纖激光器，所述分束器4為分束片或分束立方。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本案光纖激光器采用緊湊型分立光學元件封裝，減少了元件的個數，提高了整體的穩(wěn)定性和可靠性，有利于提高重頻；在光路中集成了相位偏置技術，降低了該類激光器啟動的困難，得到更低的鎖模啟動閾值，改善了該類激光器的自啟動困難問題；而利用光纖波分復用準直器取代常規(guī)的光纖波分復用器和光纖準直器，有利于提高耦合功率以及效率，也有效地提高了鎖模激光器的重頻；而利用法拉第旋轉鏡代替常規(guī)的光纖式隔離器，有利于縮短光纖激光器中光纖的長度，并簡化激光器結構，將激光器的分立元件降低至最少。

[附圖說明]

圖1是本案的實施例1結構示圖。

圖2是本案的實施例2結構示圖。

[具體實施方式]

以下結合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術人員的理解：

如圖1或圖2所示，一種高重復頻率的緊湊型工業(yè)級鎖模光纖激光器，包括有第一泵浦源1、第一波分復用準直器2、第一二分之一波片3、分束器4、第一反射鏡5、偏振分束立方6、法拉第旋轉鏡7、法拉第旋轉鏡7上的八分之一波片8、第二反射鏡9、光柵對(10)、第二二分之一波片11、第二波分復用準直器12、第二泵浦源13、以及光纖14；所述第一泵浦源1輸出端與所述第一波分復用準直器2的波分復用輸入端相連，所述第二泵浦源13輸出端與所述第二波分復用準直器12的波分復用輸入端相連；所述第一反射鏡5、分束器4、偏振分束立方6、法拉第旋轉鏡7、八分之一波片8、以及第二反射鏡9依次直線排列；所述第一波分復用準直器2的準直出射端與所述分束器4之間設有所述第一二分之一波片3，所述分束器4遠離所述第一二分之一波片3的一端作為光纖激光器的脈沖激光出射端；所述第二波分復用準直器12的準直出射端與所述偏振分束立方6之間設有所述第二二分之一波片11；所述第一波分復用準直器2的尾纖與所述第二波分復用準直器12的尾纖之間通過光纖14連接，其中，所述第一波分復用準直器12的尾纖、第二波分復用準直器12的尾纖、以及光纖14中至少有一個是采用保偏增益光纖；所述光纖激光器的光路上還設有用于帶寬限制的帶寬限制元件，具體實施時，如圖1所示，所述帶寬限制元件為設置在所述偏振分束立方6與所述第二二分之一波片11之間的光柵對10，或如圖2所示，所述帶寬限制元件為設置在所述第一反射鏡5與所述分束器4之間的帶通濾波片15。

如上所述，具體實施時，所述分束器4為分束片或分束立方。

如上所述，本案的工作原理及過程如下：

工作時，所述第一泵浦源1通過第一波分復用準直器2和第二泵浦源13通過第二波分復用準直器12將泵浦光耦合到腔內，通過提高泵浦功率到光纖激光器的閾值之上，使激光器發(fā)生振蕩；通過第一二分之一波片3將第一波分復用準直器2輸出的偏振態(tài)與偏振分束立方6的透射方向一致；通過第二二分之一波片11將第二波分復用準直器12輸出的偏振態(tài)與偏振分束立方6的90度反射方向一致。本案光纖激光器從分束器4的一端輸出超短脈沖激光。

如上所述，光在腔內發(fā)生相位偏置,從第一反射鏡5反射回來的p偏振光，經過分束器4后分成兩束。

光束一從分束器4反射，經過第一二分之一波片3將光調整到第一波分復用準直器2的慢軸，經過第一波分復用準直器2尾纖、光纖14到達第二波分復用準直器12尾纖，由第二波分復用準直器12輸出到空間，該空間光經過第二二分之一波片11調整為s光后經偏振分束立方6反射進入法拉第旋轉鏡7，順時針旋轉45度后，進入八分之一波片8的慢軸，后經過第二反射鏡9反射再次進入八分之一波片8的慢軸，并順時針旋轉45度后變成p光直接出射偏振分束立方6，再次進入分束器4。

光束二p偏振直接穿過分束器4和偏振分束立方6，經由法拉第旋轉鏡7旋轉45度后進入八分之一波片8的快軸，后經過第二反射鏡9反射后再次經過八分之一波片8的快軸；并且經過法拉第旋轉鏡7順時針旋轉45度后，變?yōu)閟偏振，s偏振光經過第二二分之一波片11后旋轉到第二波分復用準直器12的慢軸，并經過光纖14后進入第一波分復用準直器2的尾纖，第一波分復用準直器2慢軸輸出的偏振光經由第一二分之一波片3旋轉成p光并在此進入分束器4。

扣除半波損失，光束一和光束二在經過非對稱的sagnac環(huán)后，發(fā)生了pi的相位差，這就大大減小了鎖模啟動的難度，結合光束一和光束二由于非線性放大環(huán)路反射鏡效應產生的非線性相移鎖模，這大大降低了鎖模啟動的閾值，提高了重頻，同時提高了整體的穩(wěn)定性和可靠性，其具有突出的實質性特點和顯著的進步。

如上所述，本案保護的是一種高重復頻率的緊湊型工業(yè)級鎖模光纖激光器，一切與本案結構相同或相近的技術方案都應示為落入本案的保護范圍內。