本發(fā)明屬于光纖激光器和超短脈沖激光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硒化鉛量子點作為增益介質(zhì)的鎖模光纖激光器。

背景技術(shù)：

超短脈沖激光具有極高的峰值功率和超短的脈沖持續(xù)時間，對于材料加工、高靈敏檢測、生物醫(yī)療等領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價值。近年來，隨著光纖制作工藝的不斷改進和鎖模技術(shù)的快速發(fā)展，人們開始利用鎖模光纖激光器來產(chǎn)生高光束質(zhì)量的超短脈沖激光。然而，現(xiàn)有的鎖模光纖激光器受到其增益介質(zhì)的限制，僅能輻射一些特定波長，對一些特殊波長無能為力。具體來講，現(xiàn)有的鎖模光纖激光器采用稀土離子作為增益介質(zhì)，而每種稀土離子僅能輻射特定波長范圍的激光，例如，yb3+通常輻射1微米波段、er3+通常輻射1.5微米波段，而tm3+集中在2微米波段。

半導(dǎo)體納米晶體(量子點)，是一種準零維的納米材料，它們的輻射波長具有尺寸依賴性質(zhì)，這一性質(zhì)能夠有效解決稀土離子輻射波長受限的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有鎖模光纖激光器輻射波長受限的問題，提供一種能夠輻射1700nm等特殊波長激光的硒化鉛量子點作為增益介質(zhì)的鎖模光纖激光器。

本發(fā)明包括增益光纖、泵浦源、波分復(fù)用器和調(diào)制單元。增益光纖采用摻雜硒化鉛量子點的玻璃光纖。調(diào)制單元采用聲光調(diào)制器或石墨烯。

本發(fā)明采用如下兩種方案中的一種實現(xiàn)：

第一種方案如下：

本發(fā)明還包括高反單元和低反單元。高反單元及低反單元均采用光纖布拉格光柵，且高反單元的反射率大于低反單元的反射率。泵浦源的輸出光纖與波分復(fù)用器的泵浦端相連；波分復(fù)用器的輸出端與高反單元的一端相連，高反單元的另一端與增益光纖的一端相連；增益光纖的另一端與調(diào)制單元的一端相連，調(diào)制單元的另一端與低反單元的另一端相連。

第二種方案如下：

本發(fā)明還包括泵隔離器和輸出耦合器。隔離器采用單模光纖隔離器；輸出耦合器采用光纖耦合器。泵浦源的輸出光纖與波分復(fù)用器的泵浦端相連；波分復(fù)用器的輸出端與增益光纖的一端相連；增益光纖的另一端與隔離器的一端相連；隔離器的另一端與輸出耦合器的一端相連；輸出耦合器的另一端與調(diào)制單元的一端相連。調(diào)制單元的另一端與波分復(fù)用器的信號端相連。

所述增益光纖的輻射峰波長為1700nm。

所述的增益光纖中硒化鉛量子點的質(zhì)量分數(shù)為5.68％。

所述的泵浦源采用980nm波長的帶單模尾纖的半導(dǎo)體激光器。

第一種方案中所述的高反單元采用中心波長為1700nm，反射率為99.5％的光纖布拉格光柵。所述的低反單元采用中心波長為1700nm，反射率為50％的光纖布拉格光柵。

第二種方案中所述隔離器的工作波長范圍為1690～1710nm。

第二種方案中所述輸出耦合器的輸出耦合比為50％。

本發(fā)明具有的有益效果是：

1、本發(fā)明能夠便捷地實現(xiàn)紅外波段的輻射波長調(diào)諧。

2、本發(fā)明采用的硒化鉛量子點具有很大的熒光發(fā)射截面和很高的熒光量子產(chǎn)率，是一種理想的發(fā)光材料。

3、本發(fā)明將硒化鉛量子點作為激光器的增益介質(zhì)，利用量子點輻射波長依賴尺寸的特性，并結(jié)合硒化鉛量子點的大發(fā)射截面的優(yōu)勢，使得鎖模光纖激光器能夠輻射1700nm等特殊波長的激光。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

硒化鉛量子點作為增益介質(zhì)的鎖模光纖激光器，選取如下兩種實施方式的一種實施：

實施例1：

硒化鉛量子點作為增益介質(zhì)的鎖模光纖激光器，包括泵浦源1、波分復(fù)用器2、增益光纖3、高反單元4、低反單元5和調(diào)制單元6。泵浦源1采用980nm波長的帶單模尾纖的半導(dǎo)體激光器；增益光纖3采用摻雜硒化鉛量子點的玻璃光纖，輻射峰波長為1700nm；增益光纖3中硒化鉛量子點的質(zhì)量分數(shù)為5.68％。高反單元4采用中心波長為1700nm，反射率為99.5％的光纖布拉格光柵；低反單元5采用中心波長為1700nm，反射率為50％的光纖布拉格光柵。調(diào)制單元6采用聲光調(diào)制器或石墨烯。

如圖1所示，泵浦源1的輸出光纖與波分復(fù)用器2的泵浦端相連；波分復(fù)用器2的輸出端與高反單元4的一端相連，高反單元4的另一端與增益光纖3的一端相連；增益光纖3的另一端與調(diào)制單元6的一端相連，調(diào)制單元6的另一端與低反單元5的另一端相連。

實施例2

硒化鉛量子點作為增益介質(zhì)的鎖模光纖激光器，包括泵浦源1、波分復(fù)用器2、增益光纖3、調(diào)制單元6、輸出耦合器7和隔離器8。泵浦源1采用980nm波長的帶單模尾纖的半導(dǎo)體激光器；增益光纖3采用摻雜硒化鉛量子點的硅酸鹽玻璃光纖，輻射峰波長為1700nm。隔離器8采用工作波長范圍為1690～1710nm的單模光纖隔離器；調(diào)制單元6采用聲光調(diào)制器或石墨烯。輸出耦合器7采用1×2結(jié)構(gòu)的光纖耦合器，輸出耦合比為50％。

如圖2所示，泵浦源1的輸出光纖與波分復(fù)用器2的泵浦端相連；波分復(fù)用器的輸出端與增益光纖的一端相連；增益光纖的另一端與隔離器的一端相連；隔離器的另一端與輸出耦合器的一端相連；輸出耦合器的另一端與調(diào)制單元6的一端相連。調(diào)制單元6的另一端與波分復(fù)用器的信號端相連。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了硒化鉛量子點作為增益介質(zhì)的鎖模光纖激光器?，F(xiàn)有的鎖模光纖激光器受到其增益介質(zhì)的限制，僅能輻射一些特定波長，對一些特殊波長無能為力。本發(fā)明包括增益光纖、泵浦源、波分復(fù)用器和調(diào)制單元。增益光纖采用摻雜硒化鉛量子點的玻璃光纖。調(diào)制單元采用聲光調(diào)制器或石墨烯。增益光纖中硒化鉛量子點的質(zhì)量分數(shù)為5.68％。本發(fā)明采用兩種方案實現(xiàn)；第一種方案還包括高反單元和低反單元；第二種方案還包括泵隔離器和輸出耦合器。本發(fā)明將硒化鉛量子點作為激光器的增益介質(zhì)，利用量子點輻射波長依賴尺寸的特性，并結(jié)合硒化鉛量子點的大發(fā)射截面的優(yōu)勢，使得鎖模光纖激光器能夠輻射1700nm等特殊波長的激光。

技術(shù)研發(fā)人員：魏凱華;范姍慧;賴小敏
受保護的技術(shù)使用者：杭州電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.27
技術(shù)公布日：2017.09.08