倏逝波鎖模吸收體器件及其製備方法
2023-05-31 09:39:56 2
倏逝波鎖模吸收體器件及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種倏逝波鎖模吸收體器件及其製備方法。該倏逝波鎖模吸收體器件包括雙錐形光纖，該雙錐形光纖的錐形區域表面鍍有拓撲絕緣體薄膜。該倏逝波鎖模吸收體器件的製備方法包括如下步驟：1、將光纖拉錐，形成雙錐形光纖；2、在所述雙錐形光纖的錐形區域表面鍍拓撲絕緣體薄膜。本發明還提供了採用所述鎖模吸收體器件的雷射器，該雷射器包括半導體雷射器，該半導體雷射器的輸出端連接一環形腔，該環形腔沿光路依次設置有波分復用器、增益光纖、光隔離器、光纖耦合器、偏振控制器、上述鎖模吸收體器件。這種鎖模吸收體器件具有高效、高可靠性、低成本等優點，適於批量生產，同時，這種鎖模光纖雷射器具有全光纖化、高可靠性的優點，適於成果轉化。
【專利說明】倏逝波鎖模吸收體器件及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及雷射【技術領域】，尤其涉及一種倏逝波鎖模吸收體器件及其製備方法。
【背景技術】
[0002]利用被動鎖模技術是光纖雷射器實現超快脈衝輸出的一種有效途徑，而被動鎖模的關鍵技術是光纖雷射器諧振腔中需要具備可飽和吸收效應。目前，研究人員已經利用多種可飽和吸收效應在光纖雷射器中獲得被動鎖模超快脈衝輸出。一般來說，為了克服光纖雷射鎖模環境不穩定的缺點，研究人員通常採用半導體可飽和吸收鏡(SESAM)來實現光纖雷射器鎖模超快脈衝輸出。然而，由於商用SESAM價格昂貴、製作工藝複雜、可飽和吸收帶寬窄、一般僅支持皮秒級別的脈衝輸出，並且損傷閾值也較低，所以也不適用於全方位研究超快光纖雷射器的動力學特性。因此，研製出成本低廉、工藝簡單、高性能的可飽和吸收體一直是超快雷射物理領域追求的目標。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是，提供一種倏逝波鎖模吸收體器件及其製備方法，以解決現有技術中所採用的商用SESAM價格昂貴、製作工藝複雜、可靠性低的缺陷。本發明是這樣實現的:
[0004]一種倏逝波鎖模吸收體器件，包括雙錐形光纖；所述雙錐形光纖的錐形區域表面鍍有拓撲絕緣體薄膜。
[0005]進一步地，所述錐形區域的直徑範圍為10-50微米。
[0006]進一步地,所述拓撲絕緣體薄膜的材料包括締化秘、硒化秘及締化硒中的任意一種。
[0007]一種倏逝波鎖模吸收體器件的製備方法，包括如下步驟:
[0008]將光纖拉錐，形成雙錐形光纖；
[0009]在所述雙錐形光纖的錐形區域表面鍍拓撲絕緣體薄膜。
[0010]進一步地，所述錐形區域的直徑範圍為10-50微米。
[0011]進一步地,所述拓撲絕緣體薄膜的材料包括締化秘、硒化秘及締化硒中的任意一種。
[0012]進一步地，在所述雙錐形光纖的錐形區域表面鍍拓撲絕緣體薄膜所採用的方法為雷射脈衝沉積法。
[0013]一種鎖模光纖雷射器，包括半導體雷射器；所述半導體雷射器的輸出端連接一環形腔；所述環形腔沿光路依次設置有波分復用器、增益光纖、光隔離器、光纖耦合器、偏振控制器、上述任意一種鎖模吸收體器件。
[0014]進一步地，所述增益光纖為摻鉺光纖、摻鐿光纖、或摻銩光纖。
[0015]與現有技術相比，這種新型鎖模吸收體器件具有結構簡單、高效、高可靠性、低成本等優點，適於批量生產，同時，利用這種鎖模吸收體器件的鎖模光纖雷射器具有全光纖化、高可靠性的優點，適於成果轉化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1:本發明實施例提供的倏逝波鎖模吸收體器件的結構示意圖；
[0017]圖2:所述倏逝波鎖模吸收體器件的製備流程示意圖；
[0018]圖3:採用所述倏逝波鎖模吸收體器件的鎖模光纖雷射器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。
[0020]圖1示出了本發明提供的倏逝波鎖模吸收體器件I的結構示意圖。如圖所示，該倏逝波鎖模吸收體器件I包括雙錐形光纖，該雙錐形光纖的錐形區域101表面鍍有拓撲絕緣體薄膜102。拓撲絕緣體薄膜102作為吸收體材料，通過與雙錐形光纖的倏逝波作用，實現對光的調製。錐形區域101的直徑範圍只要在10-50微米範圍內就可以使雙錐形光纖的錐形區域101表面產生倏逝波，錐形區域101的直徑越小，則錐形區域101表面產生的倏逝波越強，與吸收體材料的作用就越充分，對光的調製作用就越強。可採用碲化鉍、硒化鉍或碲化硒等作為拓撲絕緣體薄膜102的材料。雙錐形光纖的錐形區域101可通過熱縮管封裝，在雙錐形光纖的兩端熔接上單模光纖後即可與其他光學器件耦合連接，以實現對光的調製。
[0021]如圖2所示，本發明還提供了上述倏逝波鎖模吸收體器件I的製備方法，具體包括如下步驟:
[0022]步驟S1:將光纖拉錐，形成雙錐形光纖；
[0023]步驟S2:在雙錐形光纖的錐形區域101表面鍍拓撲絕緣體薄膜102。
[0024]在步驟SI中，可採用熔融拉錐法對光纖進行拉錐，將光線拉錐到使錐形區域101的直徑在10-50微米即可實現對光的調製。當然，錐形區域101的直徑越小，錐形區域101表面產生的倏逝波越強，與吸收體材料的作用就越充分，對光的調製作用就越強。
[0025]在步驟S2中，可通過雷射脈衝沉積法在雙錐形光纖的錐形區域101表面鍍拓撲絕緣體薄膜102。具體而言，雙錐形光纖製備完成後，將雙錐形光纖的錐形區域101放置於雷射脈衝沉積專用的真空室內，以拓撲絕緣體薄膜102的材料作為靶材對雙錐形光纖的錐形區域101進行鍍膜，具體可採用碲化鉍、硒化鉍或碲化硒等作為拓撲絕緣體薄膜102的材料。
[0026]該製備方法具有如下優點:
[0027]使用雷射脈衝沉積法鍍膜可以一次性將拓撲絕緣體薄膜102製備到上百根雙錐形光纖的錐形區域101表面。同時，拓撲絕緣體材料緊緻、均勻地沉積到錐形光纖的錐形區域101表面側面，不會輕易脫落，而且，基於倏逝波與拓撲絕緣體材料相互作用，倏逝波鎖模吸收體器件I的抗損傷閾值大幅度提高。
[0028]雙錐形光纖的錐形區域101可通過熱縮管封裝，在雙錐形光纖的兩端熔接上單模光纖後即可與其他光學器件耦合連接，以實現對光的調製。
[0029]基於上述倏逝波鎖模吸收體器件I，本發明實施例還提供了一種鎖模光纖雷射器。該鎖模光纖雷射器包括半導體雷射器7，該半導體雷射器7的輸出端連接一環形腔，該環形腔沿光路依次設置有波分復用器2、增益光纖3、光隔離器4、光纖耦合器5、偏振控制器6、上述任意一種倏逝波鎖模吸收體器件I。其中，增益光纖3可採用摻鉺光纖、摻鐿光纖、或摻銩光纖等。
[0030]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種倏逝波鎖模吸收體器件，其特徵在於，包括雙錐形光纖；所述雙錐形光纖的錐形區域表面鍍有拓撲絕緣體薄膜。
2.如權利要求1所述的倏逝波鎖模吸收體器件，其特徵在於，所述錐形區域的直徑範圍為10-50微米。
3.如權利要求1所述的倏逝波鎖模吸收體器件，其特徵在於，所述拓撲絕緣體薄膜的材料包括締化秘、硒化秘及締化硒中的任意一種。
4.一種倏逝波鎖模吸收體器件的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: 將光纖拉錐，形成雙錐形光纖； 在所述雙錐形光纖的錐形區域表面鍍拓撲絕緣體薄膜。
5.如權利要求4所述的倏逝波鎖模吸收體器件的製備方法，其特徵在於，所述錐形區域的直徑範圍為10-50微米。
6.如權利要求4所述的倏逝波鎖模吸收體器件的製備方法，其特徵在於，所述拓撲絕緣體薄膜的材料包括締化秘、硒化秘及締化硒中的任意一種。
7.如權利要求4所述的倏逝波鎖模吸收體器件的製備方法，其特徵在於，在所述雙錐形光纖的錐形區域表面鍍拓撲絕緣體薄膜所採用的方法為雷射脈衝沉積法。
8.一種鎖模光纖雷射器，其特徵在於，包括半導體雷射器；所述半導體雷射器的輸出端連接一環形腔；所述環形腔沿光路依次設置有波分復用器、增益光纖、光隔離器、光纖耦合器、偏振控制器、權利要求1至3中任一權利要求所述的鎖模吸收體器件。
9.如權利要求8所述的鎖模光纖雷射器，其特徵在於，所述增益光纖為摻鉺光纖、摻鐿光纖、或摻銩光纖。
【文檔編號】H01S3/067GK104377539SQ201410709046
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】閆培光, 阮雙琛, 曹廣忠 申請人:深圳大學