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皮秒光纤种子源激光器解决方案

背景介绍超快光纤激光器具有脉冲宽度短,重复频率可调,脉冲能量高等特点。目前超快激光器大多数采用的是被动锁模技术。皮秒光纤种子源激光器脉冲宽度ps量级、单脉冲能量在nJ量级,重频Mhz量级,是高功率工业皮秒激...

背景介绍

超快光纤激光器具有脉冲宽度短,重复频率可调,脉冲能量高等特点。目前超快激光器大多数采用的是被动锁模技术。皮秒光纤种子源激光器脉冲宽度ps量级、单脉冲能量在nJ量级,重频Mhz量级,是高功率工业皮秒激光器的基础,广泛应用于光学参量振荡,生物医学以及微纳加工等领域。

商业化程度较高的方案是采用半导体可饱和吸收镜(Sesam)进行锁模。优势在于设计方案简单,线性腔即可实现,锁模容易,有良好的自启动,但是也存在着劣势,就是锁模器件阈值低,器件容易损坏。

2、原理

Sesam锁模光纤种子源激光器采用线性腔结构,980nm单模泵浦二极管作为整个振荡器提供泵浦能量,通过保偏WDM把泵浦光和信号光耦合进入同一根光纤的纤芯,通过增益光纤,吸收980nm的泵浦光,通过锁模器件半导体可饱和吸收镜(Sesam)给高能量脉冲以较高的反射率,与光纤光栅形成线性谐振腔,让其放大并在激光腔内占据主导,实现1064nm的脉冲信号光输出。给低能量的脉冲以低的反射率,让其逐渐损耗掉。

3、系统结构图:

4、器件清单


序号

名称

功能

1

单模泵浦激光二极管

作为整个振荡器提供泵浦能量

2

保偏WDM

将980泵浦光和信号光耦合进同一根光纤纤芯

3

单包层保偏掺镱光纤

作为增益介质,吸收泵浦光实现信号光的放大,通常使用高掺杂浓度保偏掺镱光纤。

4

光纤耦合半导体可饱和吸收器(Sesam)

给高能量脉冲以较高的反射率,让其放大并在激光腔内占据主导,给低能量的脉冲以低的反射率,让其逐渐损耗掉,是实现锁模的核心器件。

5

光纤光栅

作为振荡器的谐振腔,起选择激光波长和输出耦合器作用。

6

保偏光纤耦合器

实现激光的分束,通常使用1x2的保偏耦合器,分出少量的激光作为激光器的监控端使用。