基于光控石墨烯啁啾布拉格光柵的脈寬可調激光器制造技術

本發明專利技術提供一種基于光控石墨烯啁啾布拉格光柵的脈寬可調激光器，其中第二激光器用于對石墨烯啁啾布拉格光柵的反射帶寬進行光控調節，第一激光器輸出的激光通過波分復用器傳輸給耦合器，耦合器將部分激光通過可飽和吸收體傳輸給石墨烯啁啾布拉格光柵，石墨烯啁啾布拉格光柵將與其反射帶寬相同的激光反射傳輸回波分復用器，以對第一激光器輸出的激光進行循環傳輸，直至從耦合器的第二輸出端穩定輸出脈寬與反射帶寬相同的激光，在循環傳輸過程中，可飽和吸收體篩選出與反射帶寬相同的激光；石墨烯啁啾布拉格光柵是采用包層被腐蝕的啁啾布拉格光柵包裹上石墨烯制成。通過本發明專利技術，可以提高調諧精度、穩定性和調諧范圍，并縮短響應時間。

Pulse width tunable laser based on optically controlled graphene chirped Prague grating

The present invention provides a light pulse width of graphene chirped Prague grating based on tunable laser, including second lasers for reflection bandwidth of graphene chirped Prague grating of light control, the first laser laser output coupler to the WDM transmission coupler, part of laser beam through a saturable absorber transmission to the graphene chirped Prague grating graphene, chirped Prague grating and the reflection bandwidth of reflected laser echo the same transmission multiplexer, loop transmission to the first laser output laser, laser output from second until the stable output pulse width and the reflection bandwidth of the same cycle in the coupler, the transmission process, the saturable absorber is selected with the same laser reflection bandwidth graphene; chirped Prague grating with cladding was chirped Bula corrosion Made of grating package graphene. The invention can improve the tuning accuracy, stability and tuning range, and shorten the response time.

【技術實現步驟摘要】
基于光控石墨烯啁啾布拉格光柵的脈寬可調激光器
本專利技術屬于激光器領域，具體涉及一種基于光控石墨烯啁啾布拉格光柵的脈寬可調激光器。
技術介紹
脈寬可調激光器具有結構簡單、散熱性好、效率高等優點，現在已經在光纖通信、光纖傳感、激光切割、生物醫療、非線性光學等領域有十分重要的作用。現有的脈寬調諧手段主要分為以下幾種方式：通過機械裝置手動或者利用機械步進系統調諧激光腔中的濾波器件以達到對輸出的鎖模脈沖的時域脈寬進行調諧；通過電場控制可飽和吸收體調制深度對脈寬進行調諧；除此之外通過外加激光調制可飽和吸收體的調制深度和損耗實現對脈寬的調諧。但機械諧方式由于機械步進系統精度較低，機械裝置復雜的限制，導致調制精度與調制重復性不高，響應時間較長。電場調制可飽和吸收體時放出焦耳熱使得可飽和吸收體的熱損傷閾值大幅降低，調制電壓只能控制在小范圍中，并且電場調諧由其受驅動電路響應影響，其調諧的光學調制器件工作帶寬被限制。由此可見，目前的脈寬調諧方式存在調諧精度較低、穩定性較差、范圍較窄以及響應時間較長的問題。
技術實現思路
本專利技術提供一種基于光控石墨烯布拉格光柵的脈寬可調激光器，以解決目前脈寬調諧方式存在的調諧精度較低、穩定性較差、范圍較窄以及響應時間較長的問題。根據本專利技術實施例的第一方面，提供一種基于光控石墨烯啁啾布拉格光柵的脈寬可調激光器，包括第一激光器、第二激光器、石墨烯啁啾布拉格光柵、波分復用器、環形器、耦合器和可飽和吸收體，其中所述第一激光器的輸出端連接所述波分復用器的第一輸入端，所述波分復用器的輸出端連接所述耦合器的輸入端，所述耦合器的第一輸出端通過所述可飽和吸收體連接所述環形器的第一端，所述環形器的第二端連接所述石墨烯啁啾布拉格光柵的第一端，第三端連接所述波分復用器的第二輸入端，所述第二激光器的輸出端連接所述石墨烯啁啾布拉格光柵的第二端；所述第二激光器用于對所述石墨烯啁啾布拉格光柵的反射帶寬進行光控調節，所述第一激光器輸出的激光通過所述波分復用器傳輸給所述耦合器，所述耦合器將部分激光通過所述可飽和吸收體傳輸給所述石墨烯啁啾布拉格光柵，所述石墨烯啁啾布拉格光柵將與其反射帶寬相同的激光反射傳輸回所述波分復用器，以對所述第一激光器輸出的激光進行循環傳輸，直至從所述耦合器的第二輸出端穩定輸出脈寬與所述反射帶寬相同的激光，在循環傳輸過程中，所述可飽和吸收體篩選出與所述反射帶寬相同的激光；所述石墨烯啁啾布拉格光柵是采用包層被腐蝕的啁啾布拉格光柵包裹上石墨烯制成。在一種可選的實現方式中，所述第二激光器用于通過改變輸出激光的功率大小，來對所述石墨烯啁啾布拉格光柵的反射帶寬進行光控調節，其中輸出激光的功率越大，調節后的石墨烯啁啾布拉格光柵的反射帶寬越寬。在另一種可選的實現方式中，還包括設置在所述波分復用器與所述耦合器之間的摻餌光纖。在另一種可選的實現方式中，還包括設置在所述波分復用器與所述耦合器之間的偏振控制器。在另一種可選的實現方式中，還包括設置在所述波分復用器與所述耦合器之間的隔離器。在另一種可選的實現方式中，所述石墨烯啁啾布拉格光柵中石墨烯所包裹的啁啾布拉格光柵的長度為3到6毫米。本專利技術的有益效果是：1、本專利技術通過采用包層經腐蝕的啁啾布拉格光柵包裹上石墨烯制成石墨烯啁啾布拉格光柵，并基于激光功率大小對石墨烯啁啾布拉格光柵的反射帶寬進行調節，可以利用石墨烯啁啾布拉格光柵反射帶寬發生改變這一特性，實現脈寬可調激光的輸出，采用這種脈寬可調方式可以提高調諧精度、穩定性和調諧范圍，并縮短響應時間；2、本專利技術通過設置摻餌光纖，對波分復用器輸出的激光進行增益放大，設置偏振控制器可以激光進行偏振控制，設置隔離器對激光傳輸進行隔離，可以進一步保證輸出激光的穩定性；3、本專利技術通過將石墨烯啁啾布拉格光柵中石墨烯所包裹的啁啾布拉格光柵的長度為3到6毫米，在實現脈寬調節的前提下，可以不影響響應時間。附圖說明圖1是本專利技術基于光控石墨烯布拉格光柵的脈寬可調激光器的一個實施例結構示意圖；圖2是本專利技術石墨烯啁啾布拉格光柵的一個實施例剖面示意圖；圖3是本專利技術基于光控石墨烯布拉格光柵的脈寬可調激光器的另一個實施例結構示意圖。具體實施方式為了使本
的人員更好地理解本專利技術實施例中的技術方案，并使本專利技術實施例的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本專利技術實施例中技術方案作進一步詳細的說明。在本專利技術的描述中，除非另有規定和限定，需要說明的是，術語“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。參見圖1，為本專利技術基于光控石墨烯布拉格光柵的脈寬可調激光器的一個實施例結構示意圖。該基于光控石墨烯布拉格光柵的脈寬可調激光器可以包括第一激光器4、第二激光器6、石墨烯啁啾布拉格光柵1、波分復用器3、環形器5、耦合器9和可飽和吸收體10，其中所述第一激光器4的輸出端連接所述波分復用器3的第一輸入端，所述波分復用器3的輸出端連接所述耦合器9的輸入端，所述耦合器9的第一輸出端通過所述可飽和吸收體10連接所述環形器5的第一端，所述環形器5的第二端連接所述石墨烯啁啾布拉格光柵1的第一端，第三端連接所述波分復用器3的第二輸入端，所述第二激光器6的輸出端連接所述石墨烯啁啾布拉格光柵1的第二端。所述第二激光器6用于對所述石墨烯啁啾布拉格光柵1的反射帶寬進行光控調節，所述第一激光器4輸出的激光通過所述波分復用器3傳輸給所述耦合器9，所述耦合器9將部分激光通過所述可飽和吸收體10傳輸給所述石墨烯啁啾布拉格光柵1，所述石墨烯啁啾布拉格光柵1將與其反射帶寬相同的激光反射傳輸回所述波分復用器3，以對所述第一激光器4輸出的激光進行循環傳輸，直至從所述耦合器9的第二輸出端穩定輸出脈寬與所述石墨烯啁啾布拉格光柵1的反射帶寬相同的激光，在循環傳輸過程中，所述可飽和吸收體10篩選出與所述反射帶寬相同的激光；石墨烯啁啾布拉格光柵1是采用包層被腐蝕的啁啾布拉格光柵1-2包裹上石墨烯1-1制成，如圖2所示。本實施例中，當第二激光器6輸出的泵浦光傳輸至石墨烯啁啾布拉格光柵后，從纖芯中溢出的光場會和包裹在啁啾布拉格光柵上的石墨烯發生相互作用。石墨烯具有零帶隙結構，所以石墨烯價帶中的電子很容易吸收泵浦光子躍遷到導帶上，而且滿足狄拉克分布，這一過程會直接導致石墨烯能帶結構的電子分布發生改變。當改變泵浦光強度時，石墨烯的能帶電子的分布也不一樣。啁啾布拉格光柵的反射帶寬是由纖芯折射率和周期分布決定的。由于啁啾布拉格光柵的纖芯已經被周期性的調制，包裹在纖芯上面的石墨烯的能帶電子分布的變化會進一步導致光柵的調制折射率的改變，這樣最終導致了光柵反射譜的帶寬發生變化。因此，本專利技術可以通過改變調控石墨烯的泵浦光強來改變啁啾布拉格光柵的反射帶寬。此時當第一激光器4輸出的信號激光依次通過波分復用器3、耦合器9、可飽和吸收體10進入石墨烯啁啾布拉格光柵1之后，由于反射帶寬改變，石墨烯啁啾布拉格光纖光柵1就會從信號激光中選出其反射波段帶寬內的縱模，反射傳輸回波分復用器3。被石墨烯啁啾布拉格光柵1反射傳輸回波分復用器3的激光可以進行循環傳輸，在循環傳輸的過程中，可飽和吸收體10可以篩本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于光控石墨烯啁啾布拉格光柵的脈寬可調激光器，其特征在于，包括第一激光器、第二激光器、石墨烯啁啾布拉格光柵、波分復用器、環形器、耦合器和可飽和吸收體，其中所述第一激光器的輸出端連接所述波分復用器的第一輸入端，所述波分復用器的輸出端連接所述耦合器的輸入端，所述耦合器的第一輸出端通過所述可飽和吸收體連接所述環形器的第一端，所述環形器的第二端連接所述石墨烯啁啾布拉格光柵的第一端，第三端連接所述波分復用器的第二輸入端，所述第二激光器的輸出端連接所述石墨烯啁啾布拉格光柵的第二端；所述第二激光器用于對所述石墨烯啁啾布拉格光柵的反射帶寬進行光控調節，所述第一激光器輸出的激光通過所述波分復用器傳輸給所述耦合器，所述耦合器將部分激光通過所述可飽和吸收體傳輸給所述石墨烯啁啾布拉格光柵，所述石墨烯啁啾布拉格光柵將與其反射帶寬相同的激光反射傳輸回所述波分復用器，以對所述第一激光器輸出的激光進行循環傳輸，直至從所述耦合器的第二輸出端穩定輸出脈寬與所述反射帶寬相同的激光，在循環傳輸過程中，所述可飽和吸收體篩選出與所述反射帶寬相同的激光；所述石墨烯啁啾布拉格光柵是采用包層被腐蝕的啁啾布拉格光柵包裹上石墨烯制成。

【技術特征摘要】
1.一種基于光控石墨烯啁啾布拉格光柵的脈寬可調激光器，其特征在于，包括第一激光器、第二激光器、石墨烯啁啾布拉格光柵、波分復用器、環形器、耦合器和可飽和吸收體，其中所述第一激光器的輸出端連接所述波分復用器的第一輸入端，所述波分復用器的輸出端連接所述耦合器的輸入端，所述耦合器的第一輸出端通過所述可飽和吸收體連接所述環形器的第一端，所述環形器的第二端連接所述石墨烯啁啾布拉格光柵的第一端，第三端連接所述波分復用器的第二輸入端，所述第二激光器的輸出端連接所述石墨烯啁啾布拉格光柵的第二端；所述第二激光器用于對所述石墨烯啁啾布拉格光柵的反射帶寬進行光控調節，所述第一激光器輸出的激光通過所述波分復用器傳輸給所述耦合器，所述耦合器將部分激光通過所述可飽和吸收體傳輸給所述石墨烯啁啾布拉格光柵，所述石墨烯啁啾布拉格光柵將與其反射帶寬相同的激光反射傳輸回所述波分復用器，以對所述第一激光器輸出的激光進行循環傳輸，直至從所述耦合器的第二輸出端穩定輸出脈寬與所述反射帶寬相同的激光，在循環傳輸過程中，所述可飽和吸收體篩選出與所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱濤，高磊，曹玉龍，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：重慶,50