纳秒脉冲激光器的特点与铒镱双掺全光纤双腔激光器的介绍

　　报道了一种基于光纤被动调 Q 的纳秒脉冲铒镱双掺全光纤激光器，该激光器采用线型双腔结构，利用单模双包层铒镱双掺光纤的可饱和吸收特性，同时结合谐振腔间的相互作用，获得高效、稳定的纳秒脉冲输出。最终能够实现平均功率为 2.2 W、最窄脉宽为 173 ns 的 1570 nm 激光输出，脉冲重复频率在 14~156 kHz 范围内可调。

　　基于掺杂光纤作为可饱和吸收体用于被动调 Q，实现纳秒脉冲输出的铒镱双掺全光纤双腔激光器如图 1 所示。

　　该实验装置采用线型腔结构，包括外腔、内腔两部分，外腔由中心波长为 1535 nm、带宽为 0.5 nm、反射率 R≥99%、刻写在 SM28 光纤的光纤光栅对构成，内腔由中心波长为 1570 nm、带宽为 0.5 nm、刻写在 SM28 光纤的光纤光栅对组成，其中一只光纤光栅的反射率为 80%，用作输出端口，另一只光纤光栅的反射率 R≥ 99%，两个腔的增益介质均为 6/125 铒镱双掺的双包层光纤（SM-EYDF-6/125-HE），其在 915 nm 波长处的包层吸收系数为 0.9 dB/m，在 1535 nm 波长的纤芯吸收系数为 43 dB/m，纤芯数值孔径为 0.18。该激光器的抽运源为光纤耦合输出的多模半导体激光器，中心波长为 976.3 nm，带宽为 0.2 nm，最大输出功率为 9 W。抽运光经（2+1）×1 多模抽运合束器耦合进外腔增益光纤，产生的放大自发辐射（ASE）在 1535 nm 光纤光栅构成的谐振腔内往返振荡，此时内腔的增益光纤起到可饱和吸收的作用，然后产生的 1535 nm 脉冲激光对 1570 nm 内腔进行纤芯抽运，该过程类似传统的增益开关，最终获得的 1570 nm 纳秒脉冲经由外腔增益光纤传播后输出腔外。整个实验装置的输出激光波长由内腔的光纤光栅中心波长决定。