引用本文:

杨小亮,韦佳天,吕宏伟,等. Figure-9腔锁模全保偏掺铒光纤飞秒激光器[J]. 光通信技术,2023,47(5):58-62.

Figure-9腔锁模全保偏掺铒光纤飞秒激光器

杨小亮,韦佳天,吕宏伟,陈 峰,刘志强

(中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004)

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摘要:针对特殊应用领域对高可靠性、轻量化、输出功率大于100 mW、重频大于50 MHz的飞秒激光器的需求,设计了一种Figure-9腔锁模全保偏掺铒光纤飞秒激光器,通过在腔锁模振荡器中引入π/2相移偏置,降低了振荡器的自启动锁模阈值。实验结果表明:当泵浦功率为130 mW时,振荡器可获得平均功率为12 mW、重频为85.89 MHz、脉冲宽度为249 fs的稳定锁模脉冲序列输出;采用一级正色后向泵浦散掺铒增益光纤放大器进行放大后,最终可获得平均功率为113 mW、脉冲宽度为107 fs的飞秒脉冲序列输出。

关键词:保偏;Figure-9腔;激光器;锁模;非线性放大光纤环

中图分类号:TN929.1 文献标志码:文章编号:1002-5561(2023)05-0058-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2023.05.012

0 引言

        光纤飞秒激光器因具有高带宽、高峰值功率、高重频、超短脉冲持续时间等优良特性,被广泛应用于光钟[1]、中红外对抗超连续谱光源产生[2]、微波光子学[1]、工业微纳精细冷加工[3]等领域。迄今为止,基于半导体可饱和吸收反射镜(SESAM)、石墨烯等真实可饱和吸收体(SA)锁模[4-6]以及基于非线性偏振旋转(NPR)、Lyot滤波、非线性放大光纤环形镜(NALM)等虚拟可饱和吸收体锁模机制[7-10]均已成功用于构建光纤飞秒激光器。然而,SA锁模存在损伤阈值低、寿命短的致命缺陷[11];NPR、Lyot滤波锁模必须使用非保偏光纤与偏振控制器件来调控腔内的损耗机制,对外部环境非常敏感[12]。相比之下,NALM锁模不依赖于可饱和吸收体等锁模器件且易于构建全保偏光纤架构,在实现高可靠性与长期环境稳定性的飞秒光纤激光器方面具有天然的优势。全保偏光纤架构的NALM锁模机制主要有2种腔型,分别是Figure-8腔型和Figure-9腔型。相较于Figure-8腔型,Figure-9腔型在腔体结构简单化、自启动锁模、低成本以及轻量化方面更具优势[13-14]。因此,针对特殊应用场景要求重频大于50 MHz、输出功率大于100 mW的飞秒激光器应具备高可靠性、轻量化的特点,本文设计一种Figure-9腔锁模全保偏掺铒光纤飞秒激光器。

3 结束语

        本文设计并构建了一种基于Figure-9的锁模全保偏掺铒光纤飞秒激光器。该激光器能够产生脉冲重复频率为85.89 MHz的稳定锁模激光脉冲序列。经过一级正色散掺铒光纤放大器放大后,激光器的平均输出功率达到113 mW。经过光纤压缩后,脉冲宽度为107 fs。这种激光器采用全保偏光纤元器件,结构简单,具有良好的环境适应性,有望满足时频信号传递光钟、中红外对抗、微波光子学等领域的应用需求。