一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器的利记博彩app

本发明属于激光技术与非线性光学领域，尤其涉及一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器。

背景技术：

光纤激光器具有体积小、重量轻、转换效率高、输出光束质量好等优点，近年来得到了迅猛发展，不同结构及特性的光纤激光器不断研制成功。双包层大模场面积(LMA)光纤的出现，使高功率光纤激光器迅猛发展，目前已实现了1～2kW的近单模输出。但已有文献报道的大都是随机偏振输出。而在光纤陀螺、光纤传感、非线性变频、相干光束组合等许多领域需要输出激光保持稳定的偏振特性。

在保偏光纤激光器研究中，产生线偏振激光的主要方式是通过空间耦合或保偏光纤隔离器实现。然而空间耦合方式存在结构复杂、稳定性差、易产生断面损伤等不足；保偏隔离器实现线偏振使得输出激光损失近一半。在脉冲激光器的研究中，可以通过在腔内加入声光、电光调制器或固态可饱和吸收体实现纳秒或亚毫秒脉宽的激光输出，然而光纤与非线性器件的结合会增加系统复杂性，额外引入损耗，系统稳定性降低，抗环境干扰能力弱，不利于产业化和实用推广。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，为了获得稳定高效的线偏振脉冲激光光源，同时避免空间元器件或额外调制器用于脉冲产生和激光起偏，提供一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器，无需借助空间元器件即实现线偏振脉冲输出，设计简单、结构紧凑、具有高稳定性、高效率、高能量的特点。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器包括：泵浦源、保偏光纤合束器、第一保偏增益光纤、第二保偏增益光纤、第一反射型保偏光纤布拉格光栅、第二反射型保偏光纤布拉格光栅、第三反射型保偏光纤布拉格光栅、第四反射型保偏光纤布拉格光栅；其中，

所述泵浦源连接保偏光纤合束器的泵浦输入端；保偏光纤合束器的信号端连接第一反射型保偏光纤光栅布拉格光栅的一端；第一反射型保偏光纤布拉格光栅的另一端连接第一保偏增益光纤的一端；第一保偏增益光纤的另一端连接第二反射型保偏光纤布拉格光栅的一端；第二反射型保偏光纤布拉格光栅与第一反射型保偏光纤布拉格光栅正交熔接，使其中一对快慢轴的反射峰重叠，另一对快慢轴的反射峰错位，保证仅有一个偏振模振荡；第二反射型保偏光纤布拉格光栅的另一端连接第三反射型保偏光纤布拉格光栅的一端；保偏光纤合束器的公共端连接第二保偏增益光纤的一端；第二保偏增益光纤的另一端连接第四反射型保偏光纤布拉格光栅的一端；

第三反射型保偏光纤布拉格光栅与第四反射型保偏光纤布拉格光栅构成第一谐振腔；第一反射型保偏光纤布拉格光栅与第二反射型保偏光纤布拉格光栅构成第二谐振腔；泵浦源产生的泵浦光通过保偏光纤合束器的泵浦输入端进入到第一谐振腔内，对第二保偏增益光纤进行泵浦，形成的激光经保偏光纤合束器、第一反射型保偏光纤布拉格光栅进入第二谐振腔内，对第一保偏增益光纤进行泵浦产生另一个波长激光，第二谐振腔产生的另一个波长激光依次经保偏光纤合束器、第二保偏增益光纤、第四反射型保偏光纤布拉格光栅输出。

作为优选，所述的第一反射型保偏光纤布拉格光栅、第二反射型保偏光纤布拉格光栅、第三反射型保偏光纤布拉格光栅、第四反射型保偏光纤布拉格光栅的反射率均为R，其中，0<R<1。

作为优选，所述泵浦源为半导体激光器、固体激光器、气体激光器、光纤激光器、拉曼激光器其中的一种，输出泵浦光的中心波长的范围为：700nm≤λ≤2000nm，所述的泵浦方式为纤芯单端泵浦、纤芯双端泵浦、包层单端泵浦、包层双端泵浦其中的一种。

作为优选，所述的保偏光纤合束器为(2+1)x1保偏光纤合束器或(6+1)保偏光纤合束器。

作为优选，所述的第一保偏增益光纤、第二保偏增益光纤为掺有稀土元素的保偏光纤或光子晶体保偏光纤，所述掺杂的稀土元素为镱(Yb)、铒(Er)、钬(Ho)、铥(Tm)、钕(Nd)、铬(Cr)、钐(Sm)、铋(Bi)其中的一种或几种。

一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器包括：泵浦源、保偏光纤波分复用器、第一保偏增益光纤、第二保偏增益光纤、第一反射型保偏光纤布拉格光栅、第二反射型保偏光纤布拉格光栅、第三反射型保偏光纤布拉格光栅、保偏光纤环形器；其中，

泵浦源连接保偏光纤波分复用器的泵浦输入端，保偏光纤波分复用器的公共端连接第二保偏增益光纤的一端，第二保偏增益光纤的另一端连接保偏光纤环形器的入射端，保偏光纤环形器的出射端与第一反射型保偏光纤布拉格光栅的一端连接，第一反射型保偏光纤布拉格光栅的另一端连接第一保偏增益光纤的一端，第一保偏增益光纤的另一端连接第二反射型保偏光纤布拉格光栅的一端；第二反射型保偏光纤布拉格光栅与第一反射型保偏光纤布拉格光栅正交熔接，使其中一对快慢轴的反射峰重叠，另一对快慢轴的反射峰错位，保证仅有一个偏振模振荡；第二反射型保偏光纤布拉格光栅的另一端连接保偏光纤波分复用器的信号端；保偏光纤环形器的公共端连接第三反射型保偏光纤布拉格光栅；

泵浦源产生的泵浦光经保偏光纤波分复用器的泵浦输入端进入到第二保偏增益光纤，然后由保偏光纤环形器的入射端进入，从保偏光纤环形器的公共端输出到达第三反射型保偏光纤布拉格光栅，第三反射型保偏光纤布拉格光栅为高反型光栅，第三反射型保偏光纤布拉格光栅将光反射回去，从保偏环形器的公共端进入，从保偏光纤环形器的出射端输出，经第一反射型保偏光纤布拉格光栅、第一保偏增益光纤和第二反射型保偏光纤布拉格光栅，进入保偏光纤波分复用器的信号端返回形成环形腔；由第一反射型保偏光纤布拉格光栅和第二反射型保偏光纤布拉格光栅组成第二谐振腔；泵浦光经保偏光纤波分复用器泵浦环形腔内第二保偏增益光纤，产生的激光进入第二谐振腔内，对第一保偏增益光纤进行泵浦，输出另一波长的激光，依次经保偏光纤波分复用器、第二保偏增益光纤、保偏光纤环形器、第三反射型保偏光纤布拉格光栅输出腔外。

作为优选，所述的第一反射型保偏光纤布拉格光栅、第二反射型保偏光纤布拉格光栅、第三反射型保偏光纤布拉格光栅的反射率均为R，其中，0<R<1。

作为优选，所述泵浦源为半导体激光器、固体激光器、气体激光器、光纤激光器、拉曼激光器其中的一种，输出泵浦光的中心波长的范围为：700nm≤λ≤2000nm，所述的泵浦方式为纤芯单端泵浦、纤芯双端泵浦、包层单端泵浦、包层双端泵浦其中的一种。

作为优选，所述的第一保偏增益光纤、第二保偏增益光纤为掺有稀土元素的保偏光纤或光子晶体保偏光纤，所述掺杂的稀土元素为镱(Yb)、铒(Er)、钬(Ho)、铥(Tm)、钕(Nd)、铬(Cr)、钐(Sm)、铋(Bi)其中的一种或几种。

本发明线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器具有以下优点：

1、本发明利用掺杂稀土元素的光纤作为增益介质和可饱和吸收体，不需要外界附加的调制源，全光纤设计，结构简单，成本低廉。

2、本发明利用谐振腔的交叉调制作用，相对于传统的调Q激光器，具有更高的输出功率和系统稳定性。

3、本发明结合新型保偏输出结构，降低腔内损耗，系统简单、抗环境干扰能力强，易于实现稳定高效线偏振激光输出。

4、本发明设计简单、结构紧凑，同时可以输出稳定性高、脉冲能量大的超短脉冲激光，易于实现产业化。

附图说明：

图1为实施例1线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器基本原理图；

图2为实施例2线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器基本原理图；

图3为实施例3线偏振输出的全光纤脉冲激光双腔器基本原理图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器，其为直线型双谐振腔调制结构，其包括：泵浦源1、保偏光纤合束器2、第一保偏增益光纤3、第二保偏增益光纤4、第一反射型保偏光纤布拉格光栅5、第二反射型保偏光纤布拉格光栅6、第三反射型保偏光纤布拉格光栅7、第四反射型保偏光纤布拉格光栅8；其中，

所述泵浦源1连接保偏光纤合束器2的泵浦输入端；保偏光纤合束器2的信号端连接第一反射型保偏光纤光栅布拉格光栅5的一端；第一反射型保偏光纤布拉格光栅5的另一端连接第一保偏增益光纤3的一端；第一保偏增益光纤3的另一端连接第二反射型保偏光纤布拉格光栅6的一端；第二反射型保偏光纤布拉格光栅6与第一反射型保偏光纤布拉格光栅5正交熔接，使其中一对快慢轴的反射峰重叠，另一对快慢轴的反射峰错位，保证仅有一个偏振模振荡；第二反射型保偏光纤布拉格光栅6的另一端连接第三反射型保偏光纤布拉格光栅7的一端；保偏光纤合束器2的公共端连接第二保偏增益光纤4的一端；第二保偏增益光纤4的另一端连接第四反射型保偏光纤布拉格光栅8的一端；

第三反射型保偏光纤布拉格光栅7与第四反射型保偏光纤布拉格光栅8构成第一谐振腔；第一反射型保偏光纤布拉格光栅5与第二反射型保偏光纤布拉格光栅6构成第二谐振腔；泵浦源1产生的泵浦光通过保偏光纤合束器2的泵浦输入端进入到第一谐振腔内，对第二保偏增益光纤4进行泵浦，形成的激光经保偏光纤合束器2、第一反射型保偏光纤布拉格光栅5进入第二谐振腔内，对第一保偏增益光纤3进行泵浦产生另一个波长激光，第二谐振腔产生的另一个波长激光依次经保偏光纤合束器2、第二保偏增益光纤4、第四反射型保偏光纤布拉格光栅8输出。

作为优选，所述的第一反射型保偏光纤布拉格光栅5、第二反射型保偏光纤布拉格光栅6、第三反射型保偏光纤布拉格光栅7、第四反射型保偏光纤布拉格光栅8的反射率均为R，其中，0<R<1。

作为优选，所述泵浦源1为半导体激光器、固体激光器、气体激光器、光纤激光器、拉曼激光器其中的一种，输出泵浦光的中心波长的范围为：700nm≤λ≤2000nm，所述的泵浦方式为纤芯单端泵浦、纤芯双端泵浦、包层单端泵浦、包层双端泵浦其中的一种。

作为优选，所述的保偏光纤合束器2为(2+1)x1保偏光纤合束器或(6+1)保偏光纤合束器。

作为优选，所述的第一保偏增益光纤3、第二保偏增益光纤4为掺有稀土元素的保偏光纤或光子晶体保偏光纤，所述掺杂的稀土元素为镱(Yb)、铒(Er)、钬(Ho)、铥(Tm)、钕(Nd)、铬(Cr)、钐(Sm)、铋(Bi)其中的一种或几种。

作为优选，第一保偏增益光纤3、第二保偏增益光纤4均为熊猫型保偏增益光纤，具有低衰减特性及优良的双折射性能，可使偏振光在光纤中传输时保持偏振态不变。

如图3所示，本发明还提供一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器，其为环形双谐振腔调制结构，包括：泵浦源1、保偏光纤波分复用器9、第一保偏增益光纤3、第二保偏增益光纤4、第一反射型保偏光纤布拉格光栅5、第二反射型保偏光纤布拉格光栅6、第三反射型保偏光纤布拉格光栅7、保偏光纤环形器10；其中，

泵浦源1连接保偏光纤波分复用器9的泵浦输入端，保偏光纤波分复用器9的公共端连接第二保偏增益光纤4的一端，第二保偏增益光纤4的另一端连接保偏光纤环形器10的入射端，保偏光纤环形器10的出射端与第一反射型保偏光纤布拉格光栅5的一端连接，第一反射型保偏光纤布拉格光栅5的另一端连接第一保偏增益光纤3的一端，第一保偏增益光纤3的另一端连接第二反射型保偏光纤布拉格光栅6的一端；第二反射型保偏光纤布拉格光栅6与第一反射型保偏光纤布拉格光栅5正交熔接，使其中一对快慢轴的反射峰重叠，另一对快慢轴的反射峰错位，保证仅有一个偏振模振荡；第二反射型保偏光纤布拉格光栅6的另一端连接保偏光纤波分复用器9的信号端；保偏光纤环形器10的公共端连接第三反射型保偏光纤布拉格光栅7；

泵浦源1的泵浦光经保偏光纤波分复用器9的泵浦输入端进入到第二保偏增益光纤4，然后由保偏光纤环形器10的入射端进入，从保偏光纤环形器的公共端输出到达第三反射型保偏光纤布拉格光栅7，第三反射型保偏光纤布拉格光栅7为高反型光栅，第三反射型保偏光纤布拉格光栅7将光反射回去，从保偏环形器10的公共端进入，从保偏光纤环形器10的出射端输出，经第一反射型保偏光纤布拉格光栅5、第一保偏增益光纤3和第二反射型保偏光纤布拉格光栅6，进入保偏光纤波分复用器的信号端返回形成环形腔；由第一反射型保偏光纤布拉格光栅5和第二反射型保偏光纤布拉格光栅6组成第二谐振腔；泵浦光经保偏光纤波分复用器9泵浦环形腔内第二保偏增益光纤4，产生的激光进入第二谐振腔内，对第一保偏增益光纤3进行泵浦，输出另一波长的激光，依次经保偏光纤波分复用器9、第二保偏增益光纤4、保偏光纤环形器10、第三反射型保偏光纤布拉格光栅7输出腔外。

作为优选，所述的第一反射型保偏光纤布拉格光栅5、第二反射型保偏光纤布拉格光栅6、第三反射型保偏光纤布拉格光栅7的反射率均为R，其中，0<R<1。

作为优选，所述泵浦源1为半导体激光器、固体激光器、气体激光器、光纤激光器、拉曼激光器其中的一种，输出泵浦光的中心波长的范围为：700nm≤λ≤2000nm，所述的泵浦方式为纤芯单端泵浦、纤芯双端泵浦、包层单端泵浦、包层双端泵浦其中的一种。

作为优选，所述的第一保偏增益光纤3、第二保偏增益光纤4为掺有稀土元素的保偏光纤或光子晶体保偏光纤，所述掺杂的稀土元素为镱(Yb)、铒(Er)、钬(Ho)、铥(Tm)、钕(Nd)、铬(Cr)、钐(Sm)、铋(Bi)其中的一种或几种。

作为优选，第一保偏增益光纤3、第二保偏增益光纤4均为熊猫型保偏增益光纤，具有低衰减特性及优良的双折射性能，可使偏振光在光纤中传输时保持偏振态不变的光纤。

本发明的线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器，包括泵浦源、保偏光纤合束器、第一保偏增益光纤、第二保偏增益光纤、第一、第二、第三、第四反射型保偏光纤布拉格光栅，或包括泵浦源、保偏光纤波分复用器、第一保偏增益光纤、第二保偏增益光纤、第一反射型保偏光纤布拉格光栅、第二反射型保偏光纤布拉格光栅、第三反射型保偏光纤布拉格光栅、保偏光纤环形器。本发明采用双谐振腔的交叉调制作用结构设计，利用掺杂光纤作为增益介质和可饱和吸收体，结合新型起偏技术实现保偏激光器的全光纤化，设计简单，结构紧凑，能够实现稳定高效的线偏振脉冲激光输出。

实施例1

一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器结构如图1所示。图中1为泵浦源，可选用中心波长为976nm的半导体激光二极管；2为保偏光纤合束器，可以选用(2+1)×1泵浦信号合束器，如6/125型或20/125型；3、4为第一、第二保偏增益光纤，可选用美国Nufern公司生产的高性能掺镱保偏光纤；5、6、7、8为第一、第二、第三、第四反射型保偏光纤布拉格光栅，可选高反型和部分反射型光栅，反射率为R，其中0<R<1。

泵浦源1连接保偏光纤合束器2的泵浦输入端；保偏光纤合束器2的信号端连接第一反射型保偏光纤光栅布拉格光栅5的一端；第一反射型保偏光纤布拉格光栅5的另一端连接第一保偏增益光纤3的一端；第一保偏增益光纤3的另一端连接第二反射型保偏光纤布拉格光栅6的一端；第二反射型保偏光纤布拉格光栅6与第一反射型保偏光纤布拉格光栅5正交熔接，使其中一对快慢轴的反射峰重叠，另一对快慢轴的反射峰错位，保证仅有一个偏振模振荡。第二反射型保偏光纤布拉格光栅6的另一端连接第三反射型保偏光纤布拉格光栅7的一端。保偏光纤合束器2的公共端依次连接第二保偏增益光纤4、第四反射型保偏光纤布拉格光栅8。

泵浦源1产生的泵浦光通过保偏光纤合束器2的泵浦输入端进入到由第三反射型保偏光纤布拉格光栅7与第四反射型保偏光纤布拉格光栅8构成的第一谐振腔内，对第二保偏增益光纤4进行泵浦，形成激光振荡，第四反射型保偏光纤布拉格光栅8为高反型光栅，即反射率R≥99％，该中心波长处几乎所有的光会被反射回去，第一谐振腔形成的激光经保偏光纤合束器2进入由第一反射型保偏光纤布拉格光栅5与第二反射型保偏光纤布拉格光栅6构成的第二谐振腔内，对第一保偏增益光纤3进行泵浦产生另一个波长激光，第二谐振腔产生的另一个波长激光依次经保偏光纤合束器2、第二保偏增益光纤4、第四反射型保偏光纤布拉格光栅8输出。

实施例2

一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器结构如图2所示。图中1为泵浦源，可选用中心波长为976nm的半导体激光二极管；2为保偏光纤合束器，可以选用(2+1)×1泵浦信号合束器，如6/125型或20/125型；3、4为第一、第二保偏增益光纤，可选用美国Nufern公司生产的高性能掺镱保偏光纤；5、6、7、8为第一、第二、第三、第四反射型保偏光纤布拉格光栅，可选高反型和部分反射型光栅，反射率为R，其中0<R<1。

泵浦源1连接保偏光纤合束器2的泵浦输入端；保偏光纤合束器2的信号端连接第一反射型保偏光纤光栅布拉格光栅5的一端；第一反射型保偏光纤布拉格光栅5的另一端连接第一保偏增益光纤3的一端；第一保偏增益光纤3的另一端连接第三反射型保偏光纤布拉格光栅7的一端，第三反射型保偏光纤布拉格光栅7的另一端连接第二反射型保偏光纤布拉格光栅6的一端，第二反射型保偏光纤布拉格光栅6与第一反射型保偏光纤布拉格光栅5正交熔接，使其中一对快慢轴的反射峰重叠，另一对快慢轴的反射峰错位，保证仅有一个偏振模振荡；保偏光纤合束器2的公共端依次连接第二保偏增益光纤4、第四反射型保偏光纤布拉格光栅8。

泵浦光通过保偏光纤合束器2的泵浦输入端进入到由第三反射型保偏光纤布拉格光栅7与第四反射型保偏光纤布拉格光栅8构成的第一谐振腔内，对第二保偏增益光纤4进行泵浦，形成激光振荡，第四反射型保偏光纤布拉格光栅8为高反型光栅，即反射率R≥99％，该中心波长处几乎所有的光会被反射回去，第一谐振腔形成的激光经保偏光纤合束器2进入由第一反射型保偏光纤布拉格光栅5与第二反射型保偏光纤布拉格光栅6构成的第二谐振腔内，对第一保偏增益光纤3进行泵浦产生另一个波长激光，第二谐振腔产生的另一个波长激光依次经保偏光纤合束器2、第二保偏增益光纤4、第四反射型保偏光纤布拉格光栅8输出。

实施例3

一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器结构如图3所示。图中1为泵浦源，可选用中心波长为976nm的半导体激光二极管；9为保偏光纤波分复用器，可以选用980/1060nm单模波分复用器，作用与保偏光纤合束器2相同，即将泵浦光耦合进谐振腔内；3、4为第一第二保偏增益光纤，可选用美国Nufern公司生产的高性能掺镱保偏光纤；5、6、7为第一、第二、第三反射型保偏光纤布拉格光栅，可选高反型和低反型光栅，反射率为R，其中0<R<1；10是保偏光纤环形器，用于形成第一谐振腔。

泵浦源1连接保偏光纤波分复用器9的泵浦输入端，保偏光纤波分复用器9的公共端连接第二保偏增益光纤4的一端，第二保偏增益光纤4的另一端连接保偏光纤环形器10的入射端，保偏光纤环形器10的出射端与第一反射型保偏光纤布拉格光栅5的一端连接，第一反射型保偏光纤布拉格光栅5的另一端连接第一保偏增益光纤3的一端，第一保偏增益光纤3的另一端连接第二反射型保偏光纤布拉格光栅6的一端；第二反射型保偏光纤布拉格光栅6与第一反射型保偏光纤布拉格光栅5正交熔接，使其中一对快慢轴的反射峰重叠，另一对快慢轴的反射峰错位，保证仅有一个偏振模振荡；第二反射型保偏光纤布拉格光栅6的另一端连接保偏光纤波分复用器9的信号端；保偏光纤环形器10的公共端连接第三反射型保偏光纤布拉格光栅7。

泵浦源1产生的泵浦光经保偏光纤波分复用器9的泵浦输入端进入到第二保偏增益光纤4，然后由保偏光纤环形器10的入射端进入，从保偏光纤环形器的公共端输出到达第三反射型保偏光纤布拉格光栅7，第三反射型保偏光纤布拉格光栅7为高反型，即反射率R≥99％，几乎所有的光都会被反射回去，从保偏环形器的公共端进入，从保偏光纤环形器的出射端输出，经第一反射型保偏光纤布拉格光栅5、第一保偏增益光纤3和第二反射型保偏光纤布拉格光栅6，进入保偏光纤波分复用器的信号端返回形成环形腔，其中第二反射型保偏光纤布拉格光栅6与第一反射型保偏光纤布拉格光栅5正交熔接，使其中一对快慢轴的反射峰重叠，另一对快慢轴的反射峰错位，保证仅有一个偏振模振荡。

泵浦光经保偏光纤波分复用器9泵浦环形腔内第二保偏增益光纤4，产生的激光进入由第一反射型保偏光纤布拉格光栅5和第二反射型保偏光纤布拉格光栅6组成的第二谐振腔内，对第一保偏增益光纤3进行泵浦，输出另一波长的激光，依次经保偏光纤波分复用器9、第二保偏增益光纤4、保偏光纤环形器10、第三反射型保偏光纤布拉格光栅7输出腔外。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。