一種被動鎖模光纖激光器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及激光領域，特別是涉及一種被動鎖模光纖激光器。
【背景技術】
[0002] 在激光領域，產生皮秒或飛秒脈沖的技術方案分為兩大類：主動鎖模和被動鎖模。 主動鎖模光纖激光器能夠產生幾GHz甚至幾十GHz的高重復頻率的脈沖序列，但是主動鎖 模需要使用一個射頻信號發生器和一個相位或強度調制器，這增加了系統的復雜度及成 本，且主動鎖模激光器輸出脈沖寬度一般在皮秒量級。一般來說，被動鎖模光纖激光器可以 產生重復頻率為幾MHz或者幾十MHz的皮秒或者飛秒脈沖序列，例如使用基于半導體可飽 和吸收鏡、碳納米管鎖模或者非線性偏振旋轉鎖模。
[0003] 非線性偏振鎖模成本低，一般運用兩個偏振控制器和一個偏振片來實現被動鎖 模。若采用光纖型偏振控制器，腔長太長，受外界環境影響很大，得到的鎖模脈沖幅度噪聲 大。若采用四分之一玻片和二分之一玻片進行偏振控制，可以較大范圍的控制腔長，進而得 到較大范圍的重復頻率。但是該部分各器件是分立的，需采用空間耦合，不適合作為產品商 業化。
[0004] 申請號為201410065316. 9的專利"一種被動鎖模光纖激光器"中，采用波分復用 器、摻琪光纖、第一光纖準直器、第二光纖準直器、第一四分之一玻片、第二四分之一玻片、 光隔離器、帶通濾光片、偏振分束器、二分之一玻片實現非線性偏振旋轉被動鎖模。利用高 摻雜光纖作為增益介質，減小激光腔長度，增加激光器重復頻率；通過在激光腔中引入帶通 濾光片，濾除腔中雜散分量及噪聲，降低量子噪聲導致的時鐘抖動；通過管理激光腔色散， 既可以產生較窄的脈沖，又可以獲得較寬的頻譜，同時也降低了激光器的強度噪聲。
[0005] 但是對于lum波段的激光器，低的重復頻率，可以提高脈沖能量，具有更廣泛的工 業應用。低的重復頻率意味著長的激光腔長度，即調節偏振控制器或者玻片較難得到穩定 鎖模脈沖，且脈沖幅度噪聲大，脈沖序列長期穩定性較差。另外，第一光纖準直器、第二光纖 準直器、第一四分之一玻片、第二四分之一玻片、光隔離器、帶通濾光片、偏振分束器、二分 之一玻片各器件是分立的，對準、調節較麻煩，只適合實驗室，不適宜作為產品。常規光纖在 lum波段處于正常色散范圍，要想對該波段進行色散補償，需要在腔內額外加入色散補償器 件比如棱鏡對、光柵對等，使得系統結構更加復雜。如果能夠將第一光纖準直器、第二光纖 準直器、第一四分之一玻片、第二四分之一玻片、光隔離器、帶通濾光片、偏振分束器、二分 之一玻片各器件進行集成，這樣集成器件、合束器和增益光纖即可組成鎖模種子源，將合束 器、無源光纖和增益光纖進行密封并用TEC或水冷板對密封盒和偏振控制模塊進行溫度控 制，保持它們的工作溫度恒定，減少溫度變化對密封盒和偏振控制模塊的影響，同時對腔內 器件進行優化，使得不同激光腔長度時調節波片均能得到穩定鎖模脈沖，勢必會大大改善 偏振鎖模方案的穩定性和實用性，進一步推動其商業化。
【發明內容】
[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供一種被動鎖模光纖激光器，包括全光纖環形腔， 所述全光纖環形腔由偏振控制模塊、合束器、增益光纖依次連接構成；
[0007] 所述偏振控制模塊包括第一光纖準直器、非線性偏振旋轉鎖模器、偏振相關隔離 器、雙折射濾光片、第二光纖準直器，其中，所述第一光纖準直器、偏振相關隔離器、雙折射 濾光片和所述第二光纖準直器依次設置，所述非線性偏振旋轉鎖模器的前置光柵、后置光 柵分別設置于所述第二光纖準直器與雙折射濾光片、偏振相關隔離器和第一光纖準直器之 間。
[0008] 進一步地，所述偏振相關隔離器由第一偏振分束器、第一二分之一波片、法拉第旋 轉器和第二偏振分束器依次連接構成。
[0009] 進一步地，所述偏振控制模塊中，第二偏振分束器作為檢偏器。
[0010] 進一步地，所述雙折射濾光片由石英波片和石英波片補償片構成。
[0011] 進一步地，所述石英波片補償片和石英波片放置的相對角度相反；所述石英波片 補償片和石英波片的材料均為石英晶體。
[0012] 進一步地，所述非線性偏振旋轉鎖模器的前置光柵由第三偏振分束器、第二二分 之一玻片、和第二四分之一玻片依次連接構成；所述非線性偏振旋轉鎖模器的后置光柵具 體為第一四分之一玻片。
[0013] 進一步地，所述偏振控制模塊中，第三偏振分束器作為起偏器。
[0014] 進一步地，還包括帶通濾波片，所述帶通濾波片設置于光纖環形腔內。
[0015] 進一步地，還包括密封盒，所述密封盒將合束器和增益光纖密封在密封盒內。
[0016] 進一步地，還包括溫度控制系統，所述溫度控制系統設有TEC或水冷板對所述密 封盒和偏振控制模塊進行恒溫控制。
[0017] 采用本發明提供的一種被動鎖模光纖激光器，使得不同激光腔長度時調節波片均 能得到穩定鎖模脈沖，勢必會大大改善偏振鎖模方案的穩定性和實用性，進一步推動其商 業化。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明實施例中被動鎖模光纖激光器的結構不意圖；
[0019] 圖2為偏振控制模塊的結構示意圖；
[0020] 圖3為傾斜放置的雙折射濾波片；
[0021] 圖4為模擬的雙折射率濾波片透過率曲線圖；
[0022] 圖5為實際測試的雙折射率濾波片透過率曲線圖；
[0023] 圖6為偏振鎖模得到的光譜圖；
[0024] 圖7為偏振鎖模得到的時域脈沖圖；
[0025] 圖8為偏振鎖模得到的脈沖自相關曲線圖。
【具體實施方式】
[0026] 為使本發明的技術方案更淺顯易懂，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的 說明。
[0027] 本發明提供一種被動鎖模光纖激光器，參考圖1所不，包括偏振控制模塊1、合束 器2、增益光纖3連接構成全光纖環形腔，其中，偏振控制模塊1如圖2所示，包括第一光纖 準直器4、第一四分之一玻片5、第一偏振分束器6、第一二分之一波片7、法拉第旋轉器8、第 二偏振分束器9、石英波片10、石英波片補償片11、第三偏振分束器12、第二二分之一波片 13、第二四分之一玻片14、第二光纖準直器15。
[0028] 其中，第一偏振分束器6、第一二分之一波片7、法拉第旋轉器8、第二偏振分束器9