基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器的制作方法

本申请属于超快光纤激光器，更具体地说，是涉及一种基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器。

背景技术：

1、对超快激光脉宽、波长、偏振、重复频率以及激光输出状态等参量的调控，一直是脉冲激光领域重要的技术分支。通过机械、电学以及外注入光场等手段，对激光腔中饱和吸收体调制深度、材料的费米能级、光纤非线性、光纤双折射等参数进行特定的控制，所实现的在时-空-频域上具有灵活多变的超短脉冲激光，对光通信、激光雷达、光学层析、光学显微、光存储、光与物质相互作用、光学非线性等领域研究具有重要应用价值。其中波长可调谐的超快光纤激光器能够适用于多种应用场景，例如光通信中的波分复用、非线性成像中对不同组织深度的测量以及pump-probe技术中对不同物质电子弛豫时间的测量。随着超快光纤激光器在例如高速雷达、高速光学显微、高速光学层析等众多动态应用场景的拓展，可通过超快激光器波长的实时扫描，实现在不损失测量速度下，获得更大的视场范围、更高的空间分辨率等。

2、在已有的被动锁模光纤激光器的波长调控方案中，主要包含通过机械方式改变内嵌于腔内的滤波器，通过电场/光场改变饱和吸收体的光电特性等。然而这种超快激光器在调谐过程中光参量的演变将破坏与重塑激光腔中线性与非线性效应的平衡，破坏激光器的动态性能，限制其调控速率等，都无法做到高精度、快速、大范围的激光波长实时连续扫描。

技术实现思路

1、本申请的目的在于利用滤波通带可连续扫描的光栅，实现波长可实时扫描的超快光纤激光器。

2、为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器，包括泵浦激光器、碳纳米管可饱和吸收体、波分复用器、掺铒光纤、隔离器、第一偏振控制器、声光光栅和耦合器，所述泵浦激光器连接所述波分复用器的第一输入端，所述波分复用器的输出端连接所述掺铒光纤，所述掺铒光纤连接所述隔离器，所述隔离器连接所述耦合器的部分输出端口，所述耦合器的输入端连接所述声光光栅的输出端，所述声光光栅的输入端连接所述第一偏振控制器的输出端，所述第一偏振控制器的输入端连接所述碳纳米管可饱和吸收体的输出端，所述碳纳米管可饱和吸收体的输入端连接所述波分复用器的第二输入端。

3、可选地，所述声光光栅包括起偏器、第二偏振控制器、函数发生器、压电陶瓷、腐蚀光纤、声波吸收液、第三偏振控制器和检偏器，所述耦合器输入端连接所述检偏器输出端，所述检偏器的输入端连接所述第三偏振控制器的输出端，所述第三偏振控制器的输入端连接所述腐蚀光纤，且所述第三偏振控制器与所述腐蚀光纤的连接处浸入所述声波吸收液，所述函数发生器与所述压电陶瓷连接，所述压电陶瓷与所述腐蚀光纤接触，所述腐蚀光纤连接所述第二偏振控制器的输出端，所述第二偏振控制器的输入端连接所述起偏器的输出端，所述起偏器的输入端连接所述第一偏振控制器的输出端。

4、可选地，所述压电陶瓷为锥形，且其顶端与所述腐蚀光纤接触。

5、可选地，所述腐蚀光纤的纤芯直径为30 μm。

6、可选地，所述泵浦激光器为980nm单波长激光器。

7、可选地，所述声光光栅的有效长度为13.5cm。

8、可选地，所述隔离器连接所述耦合器的90%输出端口。

9、本申请提供的基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器的有益效果在于：泵浦激光器发射的泵浦光通过波分复用器进入掺铒光纤，增益介质通过自发辐射/受激辐射产生的1.5μm波段的光，采用后向泵浦，1.5μm波段的光经过隔离器沿波分复用器、碳纳米管可饱和吸收体、第一偏振控制器进入声光光栅，被声光光栅滤波后的光信号，部分能量通过耦合器输出至隔离器，并进入掺铒光纤进行受激辐射。声光光栅的滤波通带与所施加的折射率调制周期线性相关，可通过设置扫频的驱动信号，实现声光光栅滤波通带的连续扫描。最终，可实现超快光纤激光器输出激光波长的连续实时扫描。

技术特征：

1.一种基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器，其特征在于：包括泵浦激光器、碳纳米管可饱和吸收体、波分复用器、掺铒光纤、隔离器、第一偏振控制器、声光光栅和耦合器，所述泵浦激光器连接所述波分复用器的第一输入端，所述波分复用器的输出端连接所述掺铒光纤，所述掺铒光纤连接所述隔离器，所述隔离器连接所述耦合器的部分输出端口，所述耦合器的输入端连接所述声光光栅的输出端，所述声光光栅的输入端连接所述第一偏振控制器的输出端，所述第一偏振控制器的输入端连接所述碳纳米管可饱和吸收体的输出端，所述碳纳米管可饱和吸收体的输入端连接所述波分复用器的第二输入端。

2.如权利要求1所述的基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器，其特征在于：所述声光光栅包括起偏器、第二偏振控制器、函数发生器、压电陶瓷、腐蚀光纤、声波吸收液、第三偏振控制器和检偏器，所述耦合器输入端连接所述检偏器输出端，所述检偏器的输入端连接所述第三偏振控制器的输出端，所述第三偏振控制器的输入端连接所述腐蚀光纤，且所述第三偏振控制器与所述腐蚀光纤的连接处浸入所述声波吸收液，所述函数发生器与所述压电陶瓷连接，所述压电陶瓷与所述腐蚀光纤接触，所述腐蚀光纤连接所述第二偏振控制器的输出端，所述第二偏振控制器的输入端连接所述起偏器的输出端，所述起偏器的输入端连接所述第一偏振控制器的输出端。

3.如权利要求2所述的基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器，其特征在于：所述压电陶瓷为锥形，且其顶端与所述腐蚀光纤接触。

4.如权利要求2所述的基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器，其特征在于：所述腐蚀光纤的纤芯直径为30 μm。

5.如权利要求1所述的基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器，其特征在于：所述泵浦激光器为980nm单波长激光器。

6.如权利要求1所述的基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器，其特征在于：所述声光光栅的有效长度为13.5cm。

7.如权利要求1所述的基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器，其特征在于：所述隔离器连接所述耦合器的90%输出端口。

技术总结本申请提供了一种基于声光光栅的波长可实时扫描超快光纤激光器，包括泵浦激光器、碳纳米管可饱和吸收体、波分复用器、掺铒光纤、隔离器、第一偏振控制器、声光光栅和耦合器，泵浦激光器连接波分复用器的第一输入端，波分复用器的输出端连接掺铒光纤，掺铒光纤连接隔离器，隔离器连接耦合器的部分输出端口，耦合器的输入端连接声光光栅的输出端，声光光栅的输入端连接第一偏振控制器的输出端，第一偏振控制器的输入端连接碳纳米管可饱和吸收体的输出端，碳纳米管可饱和吸收体的输入端连接波分复用器的第二输入端。本申请利用函数发生器产生扫频的驱动信号，可使声光光栅的滤波通带进行实时扫描，实现输出激光波长的实时扫描。技术研发人员：曹玉龙,彭琛,周文超,邓鸿璐,李雨佳,黄礼刚,高磊,朱涛受保护的技术使用者：中国工程物理研究院应用电子学研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/29