一種基於石墨烯和複合腔結構的被動鎖模光纖雷射器的製造方法
2023-06-01 01:01:16 2
一種基於石墨烯和複合腔結構的被動鎖模光纖雷射器的製造方法
【專利摘要】一種基於石墨烯和複合腔結構的被動鎖模光纖雷射器，由摻鉺光纖放大器、20:80光耦合器、偏振控制器a、可飽和吸收鏡、光纖環形器、偏振分束、單模光纖a、單模光纖b、偏振控制器b、偏振控制器c和偏振合束組成雙環路諧振腔，20:80光耦合器的輸出端b和輸出端c的輸出光功率比例為20:80；光纖環形器的輸出端e與帶有尾纖的石墨烯連接；20:80光耦合器的輸出端c為整個雷射器的輸出埠。本發明的優點是：該被動鎖模光纖雷射器結構簡單、成本低、脈衝重複頻率高、脈衝脈寬窄，能夠在常溫下穩定工作。
【專利說明】一種基於石墨烯和複合腔結構的被動鎖模光纖雷射器
【技術領域】
[0001]本發明涉及鎖模光纖雷射器【技術領域】，特別是一種基於石墨烯和複合腔結構的被動鎖模光纖雷射器。
【背景技術】
[0002]鎖模光纖雷射器在超快光學、非線性光學、生物光學、光信息處理以及雷射加工等領域具有重要的研究價值。進入90年代以來，人們對鎖模雷射器的理論和實驗做了大量研究，在理論上提出了嶄新的設計理念，例如主動鎖模、諧波鎖模、有理數諧波鎖模、附加(或碰撞)脈衝鎖模、注入鎖模、非線性光學環境鎖模、非線性偏振旋轉鎖模、半導體可飽和吸收體鎖模等一系列鎖模理論。
[0003]鎖模光纖雷射器根據鎖模原理分為主動鎖模光纖雷射器和被動鎖模光纖雷射器兩大類。被動鎖模光纖雷射器技術是一種典型的全光纖非線性鎖模技術。它讓雷射器的腔內不存在任何主動調製器，但是光纖雷射器仍然可以實現飛秒脈衝的輸出；其原理是:在光纖雷射器中，一般存在一些非線性光學效應，這些光學效應的強度和腔內運行的脈衝的峰值有關，這樣的一種相關性，讓雷射器內部的各縱模相位鎖定，在這種情況下，光纖雷射器便可以輸出穩定的飛秒脈衝。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對上述技術分析，提供一種結構緊湊、低成本、重複頻率高、超短脈衝的基於石墨烯和複合腔結構的被動鎖模光纖雷射器。
[0005]本發明的技術方案:
一種基於石墨烯和複合腔結構的被動鎖模光纖雷射器，由摻鉺光纖放大器、20:80光率禹合器、偏振控制器a、可飽和吸收鏡、光纖環形器、偏振分束、單模光纖a、單模光纖b、偏振控制器b、偏振控制器c和偏振合束組成雙環路諧振腔，20:80光耦合器的三個埠分別為輸入端a、輸出端b和輸出端c,輸出端b和輸出端c的輸出光功率比例為20:80 ;光纖環形器設有三個埠分別為輸入端d、輸出端e和輸出端f，其中輸出端e與帶有尾纖的圓片形石墨烯連接；偏振分束的三個埠分別為輸入端g、輸出端h和輸出端i ;偏振合束的三個埠分別為輸入端j、輸出端k和輸出端I ;摻鉺光纖放大器、20:80光I禹合器的輸入端a和輸出端b、偏振控制器a、光纖環形器的輸入端d和輸出端f、偏振分束的輸入端g和輸出端1、單模光纖a、偏振控制器b和偏振合束的輸入端j和輸出端I構成一個閉合環路,摻鉺光纖放大器、20:80光稱合器的輸入端a和輸出端b、偏振控制器a、光纖環形器的輸入端d和輸出端f、偏振分束輸入端g和輸出端K單模光纖b、偏振控制器c和偏振合束的輸入端j和輸出端k構成 一個閉合環路；20:80光I禹合器的輸出端c為整個雷射器的輸出埠。
[0006]本發明的工作原理::
該基於石墨烯和複合腔結構的的被動鎖模光纖雷射器利用石墨烯實現被動鎖模，產生超短脈衝。由無閾值的摻鉺光纖放大器產生自發輻射的光，經過石墨烯後，脈衝幅度大的地方被反射，而幅度相對較小的地方被吸收，最後的結果是，脈衝峰值能量越來越高，而脈衝兩側處能量越來越低，周而復始，光纖雷射器便輸出穩定的飛秒脈衝。
[0007]本發明的優點是:該被動鎖模光纖雷射器結構簡單、成本低、脈衝重複頻率高、脈衝脈寬窄，能夠在常溫下穩定工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]附圖是該被動鎖模光纖雷射器結構示意圖。
[0009]圖中:1.摻鉺光纖放大器 2.20:80光稱合器 3.偏振控制器a
4.石墨烯 5.光纖環形器 6.偏振分束 7.單模光纖a 8.單模光纖b
9.偏振控制器b 10.偏振控制器c 11.偏振合束。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發明作進一步的具體說明。
[0011]實施例:
一種基於石墨烯和複合腔結構的的被動鎖模光纖雷射器，由摻鉺光纖放大器1、20:80光率禹合器2、偏振控制器a 3、可飽和吸收鏡4、光纖環形器5、偏振分束6、單模光纖a 7、單模光纖b8、偏振控制器b 9、偏振控制器c 10和偏振合束11組成雙環路諧振腔，20:80光率禹合器2的三個埠分別為輸入端a、輸出端b和輸出端c,輸出端b和輸出端c的輸出光功率比例為20:80 ;光纖環形器5設有三個埠分別為輸入端d、輸出端e和輸出端f，其中輸出端e與帶有尾纖的石墨烯4連接；偏振分束6的三個埠分別為輸入端g、輸出端h和輸出端i ;偏振合束11的三個埠分別為輸入端j、輸出端k和輸出端I ;摻鉺光纖放大器I>20:80光稱合器2的輸入端a和輸出端b、偏振控制器a 3、光纖環形器5的輸入端d和輸出端f、偏振分束6的輸入端g和輸出端1、單模光纖a 7、偏振控制器b 9和偏振合束11的輸入端j和輸出端I構成一個閉合環路，摻鉺光纖放大器1、20:80光稱合器2的輸入端a和輸出端b、偏振控制器a 3、光纖環形器5的輸入端d和輸出端f、偏振分束6輸入端g和輸出端h、單模光纖b8、偏振控制器c 10和偏振合束11的輸入端j和輸出端k構成一個閉合環路；20:80光I禹合器2的輸出端c為整個雷射器的輸出埠
該實施例中，摻鉺光纖放大器的型號為PTA5102 ;20:80光耦合器的型號為S/N 11050009609 ;偏振控制器a、b、c所纏繞單模光纖長度為3米；石墨烯為自製，其半徑為100納米，厚度為I nm ;光環形器的型號為F0C-1550-SM-0.25 ;偏振分束型號為PBS-1550-APC ;偏振合束的型號為 PBC-1550-APC。
[0012]該基於石墨烯和複合腔結構的的被動鎖模光纖雷射器利用石墨烯實現被動鎖模，產生超短脈衝。由無閾值的摻鉺光纖放大器產生自發輻射的光，經過石墨烯後，脈衝幅度大的地方被反射，而幅度相對較小的地方被吸收，最後的結果是，脈衝峰值能量越來越高，而脈衝兩側處能量越來越低，周而復始，光纖雷射器便輸出穩定的飛秒脈衝。
[0013]從20:80光耦合器的c埠 k通過示波器和光譜儀多鎖模脈衝和其光譜進行監測。
[0014]該被動鎖模光纖雷射器在超快光學、非線性光學、光纖通信、生物光學、光信息處理以及雷射加工等領域具有重要的研究價值和應用。
【權利要求】
1.一種基於石墨烯和複合腔結構的被動鎖模光纖雷射器，其特徵在於:由摻鉺光纖放大器、20:80光稱合器、偏振控制器a、可飽和吸收鏡、光纖環形器、偏振分束、單模光纖a、單模光纖b、偏振控制器b、偏振控制器c和偏振合束組成雙環路諧振腔，20:80光稱合器的三個埠分別為輸入端a、輸出端b和輸出端c,輸出端b和輸出端c的輸出光功率比例為20:80 ;光纖環形器設有三個埠分別為輸入端d、輸出端e和輸出端f，其中輸出端e與帶有尾纖的石墨烯連接；偏振分束的三個埠分別為輸入端g、輸出端h和輸出端i ;偏振合束的三個埠分別為輸入端j、輸出端k和輸出端I ;摻鉺光纖放大器、20:80光I禹合器的輸入端a和輸出端b、偏振控制器a、光纖環形器的輸入端d和輸出端f、偏振分束的輸入端g和輸出端1、單模光纖a、偏振控制器b和偏振合束的輸入端j和輸出端I構成一個閉合環路，摻鉺光纖放大器、20:80光稱合器的輸入端a和輸出端b、偏振控制器a、光纖環形器的輸入端d和輸出端f、偏振分束輸入端g和輸出端h、單模光纖b、偏振控制器c和偏振合束的輸入端j和輸出端k構成一個閉合環路；20:80光I禹合器的輸出端c為整個雷射器的輸出埠。
【文檔編號】H01S3/067GK103825172SQ201410086545
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月11日 優先權日:2014年3月11日
【發明者】潘洪剛, 張愛玲, 呂聯榮, 童崢嶸 申請人:天津理工大學