一種過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡及鎖模光纖激光器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及激光技術領域，尤其涉及一種過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡及鎖模光纖激光器。
【背景技術】
[0002]利用被動鎖模技術是光纖激光器實現(xiàn)超快脈沖輸出的一種有效途徑，而被動鎖模的關鍵技術是光纖激光器諧振腔中需要具備可飽和吸收效應。目前，研究人員已經(jīng)利用多種可飽和吸收效應在光纖激光器中獲得被動鎖模超快脈沖輸出。一般來說，為了克服光纖激光鎖模環(huán)境不穩(wěn)定的缺點，研究人員通常采用半導體可飽和吸收鏡(SESAM)來實現(xiàn)光纖激光器鎖模超快脈沖輸出。然而，由于商用SESAM價格昂貴、制作工藝復雜、可飽和吸收帶寬窄、一般僅支持皮秒級別的脈沖輸出，并且損傷閾值也較低，所以也不適用于全方位研究超快光纖激光器的動力學特性。因此，研制出成本低廉、工藝簡單、高性能的可飽和吸收體一直是超快激光物理領域追求的目標。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡及鎖模光纖激光器，以解決現(xiàn)有技術中所采用的商用SESAM價格昂貴、制作工藝復雜、可靠性低的缺陷。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0004]—種過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡，包括光纖、鍍在所述光纖端面的過渡金屬硫化物薄膜、鍍在所述過渡金屬硫化物薄膜上的高反射膜。
[0005]進一步地，所述高反射膜為金膜。
[0006]進一步地，所述過渡金屬硫化物薄膜的材料為硫化鎢、硫化鉬、砸化鎢及砸化鉬中的任意一種。
[0007]—種過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡的制備方法，包括如下步驟:
[0008]步驟A:將光纖進行切割，形成光纖端面；
[0009]步驟B:將切割后的光纖及過渡金屬硫化物靶材置于真空室；
[0010]步驟C:將過渡金屬硫化物靶材表面電離化以產生過渡金屬硫化物等離子體，并將所述過渡金屬硫化物等離子體沉積在所述光纖端面上，形成過渡金屬硫化物薄膜；
[0011]步驟D:控制沉積時間及/或沉積溫度，使所述過渡金屬硫化物薄膜達到設定厚度；
[0012]步驟E:在所述過渡金屬硫化物薄膜上鍍高反射膜。
[0013]進一步地，所述過渡金屬硫化物薄膜的材料為硫化鎢、硫化鉬、砸化鎢及砸化鉬中的任意一種。
[0014]進一步地，所述步驟C中采用脈沖激光沉積法。
[0015]—種鎖模光纖激光器，包括:半導體栗浦激光器、光學耦合組件、諧振腔；所述諧振腔包括有源光纖、如上所述的任一過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡、光學耦合器；
[0016]所述半導體栗浦激光器產生的栗浦光經(jīng)所述光學耦合組件耦合進入所述諧振腔，并為所述有源光纖提供增益，使其產生激光；
[0017]所述過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡用于對所述激光進行鎖模；
[0018]所述光學親合器用于輸出鎖模后的激光。
[0019]進一步地，所述諧振腔還包括光環(huán)形器；所述光環(huán)形器包括第一端、第二端、第三端;
[0020]所述激光經(jīng)所述第一端進入所述光環(huán)形器，再經(jīng)所述第二端進入所述過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡，經(jīng)所述過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡調制鎖模后反射回所述光環(huán)形器，再由所述第三端輸出。
[0021 ] 進一步地，所述諧振腔還包括:
[0022]光隔離器，用于使所述激光單向傳輸；
[0023]偏振控制器，用于控制所述激光的偏振態(tài)。
[0024]—種鎖模光纖激光器，包括:半導體栗浦激光器、光學耦合組件、諧振腔；所述諧振腔包括有源光纖、如上所述的任一過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡、二色鏡；
[0025]所述半導體栗浦激光器產生的栗浦光經(jīng)所述光學耦合組件耦合進入所述諧振腔，并為所述有源光纖提供增益，使其產生激光；
[0026]所述過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡用于對所述激光進行鎖模；
[0027]所述二色鏡對所述栗浦光具有高透過性，對所述激光具有高反射性；
[0028]所述栗浦光通過所述二色鏡進入所述有源光纖；鎖模后的激光通過所述二色鏡輸出。
[0029]與現(xiàn)有技術相比，這種新型過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡具有高損傷閾值，結構簡單、成本低廉，可靠性高，適于批量生產，同時，采用這種過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡的鎖模光纖激光器具有全光纖化、高可靠性和適于成果轉化的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0030]圖1:本發(fā)明實施例提供的過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡的結構示意圖；
[0031]圖2:本發(fā)明實施例提供的過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡的制備方法流程示意圖；
[0032]圖3:本發(fā)明實施例提供的一種鎖模光纖激光器的結構示意圖；
[0033]圖4:本發(fā)明實施例提供的另一種鎖模光纖激光器的諧振腔結構示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明首先提供了一種過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡I。該可飽和吸收鏡I包括光纖、鍍在光纖端面的過渡金屬硫化物薄膜101、鍍在過渡金屬硫化物薄膜101上的高反射膜102。高反射膜102可采用具有極高反射率的金膜。其中，光纖可采用單模光纖或摻有稀土的有源光纖。過渡金屬硫化物薄膜101的材料可采用硫化鎢、硫化鉬、砸化鎢及砸化鉬中的任意一種。
[0036]高反射膜102相當于一個高反射鏡。這種過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡I的工作原理是，將其作為激光器的一個提供調制的高反射鏡。當諧振腔內的激光被該過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡I反射時，激光可被過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡I調制，實現(xiàn)鎖模。這種過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡I具有高損傷閾值，對光進行寬帶調制的同時可作為光的反射鏡，可用于激光系統(tǒng)中脈沖激光產生的關鍵器件。
[0037]如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡I的制備方法，包括如下步驟:
[0038]步驟A:將光纖進行切割，形成光纖端面?？赏ㄟ^光纖切割刀進行切割，切割時應注意確保光纖端面平整。
[0039]步驟B:將切割后的光纖及過渡金屬硫化物靶材置于真空室。將光纖及過渡金屬硫化物靶材置于真空室中時應注意保持光纖端面與過渡金屬硫化物靶材對準，以確保后續(xù)步驟中電離的過渡金屬硫化物等離子體能夠良好地沉積在光纖端面上。
[0040]步驟C:將過渡金屬硫化物靶材表面電離化以產生過渡金屬硫化物等離子體，并將過渡金屬硫化物等離子體沉積在光纖端面上，形成過渡金屬硫化物薄膜101。
[0041]步驟D:控制沉積時間及/或沉積溫度，使過渡金屬硫化物薄膜101達到設定厚度。
[0042]步驟E:在過渡金屬硫化物薄膜101上鍍高反射膜102。鍍高反射膜102時可采用與鍍金屬硫化物薄膜同樣的方法。
[0043]根據(jù)上述對過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡I的結構描述可知，在制備該過渡金屬硫化物可飽和吸收鏡I時，光纖可以是普通