高稳定多点复用光纤皮秒种子源

主要用途：该产品可用于工业皮秒激光器的种子源，也可运用于超快光谱学、生物光子学、非线性光学现象的研究等领域。

产品主要技术指标描述

1）中心波长：1064.3±0.2 nm；2）脉冲宽度：＜10 ps；3）脉冲能量：＞1 nJ；4）重复频率：20±1 MHz；5）3 dB光谱带宽：＜0.4 nm；6）SMSR：＞40 dB；7）功率稳定性：＜1%；8）同步输出：TTL；9）工作寿命：＞40000 h；10）消光比：＞23 dB。

产品特点

1) 工作寿命大幅度提升：采用专利保护的腔内偏振及空分多点复用方案，大幅度提升种子源产品的工作寿命，实现种子源产品的连续工作寿命大于40000小时，比通用的单点工作时的工作寿命提升了8倍以上；

2）功率稳定性显著提高：实时监控种子源输出功率，并通过主控芯片和软件PID算法，主动调控输出功率，实现种子源的输出功率稳定性低于1%, 比无主动调控功能的种子源的功率稳定性提升了3倍以上；

3）自愈及自动切换技术：实时监控种子源其它输出性能，并通过主控芯片及软件完成自主诊断及自动切换，实现输出性能稳定、免维护的超长工作寿命种子源产品。

4）全保偏结构系统设计：采用保偏光纤与偏振相关器件搭建系统，保证腔内单一偏振态激光振荡，实现一键开机自锁模，提升系统抗干扰性；

5) 全光纤器件化集成设计：采用优化的结构设计和完善的工艺流程，将锁模核心SESAM片集成为散热良好、性能稳定的高可靠性光纤器件，提升系统可靠性；

6) 色散及滤波控制技术：综合考虑腔内的二阶、高阶色散以及非线性系数，选用合适的色散补偿器件以及滤波器件，控制好腔内的色散及非线性，获得具有优良光谱特性的稳定皮秒短脉冲输出。

图二 种子源锁模光路原理图

附图说明：图二为光纤皮秒种子源锁模光路原理图，由1空分复用SESAM反射端子、2保偏波分复用器、3稀土掺杂保偏增益光纤、4保偏布拉格光纤光栅构成全光纤的线型谐振腔；由5泵浦源和6泵浦保护器提供激励源；7保偏隔离器尾端为监控端及激光输出。

产品创新

1、技术团队：作为该项目的实施主体的研发团队有博士2名，硕士3名，现已发表相关SCI论文4篇，相关的授权实用新型专利6项，目前处于公开实审的发明专利5项；团队成员主持国家自然科学基金项目1项；作为校企合作研发项目，本项目获得第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖、第十三届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛银奖等奖项。

2、技术来源：自主独立研发。

3、产品创新点：

1）采用SESAM多点位置复用以及自动切换技术大幅度提升工作寿命，实现光纤皮秒种子源的连续工作寿命大于40000小时；

2）内部集成主控芯片及PID算法自洽程序，实时监控种子源输出性能并自主诊断，实现输出功率稳定性小于1%、免维护超长工作寿命种子源产品；

3）优化腔内参数设计及SESAM反饱和吸收特性、抑制调Q不稳定性等方法，最大程度的减缓SESAM的损伤程度、有效提升种子源单脉冲能量大于1 nJ。

图三 空分复用SESAM反射端子

附图说明：图三为聚焦式在线空分复用SESAM反射端子，其中包括空分复用模块1、偏振可变双尾聚焦器2、Savart棱镜3和SESAM片4。通过控制偏振可变双尾聚焦器的入射光偏振方向，偏振方向正交的两束线偏光通过Savart棱镜后，聚焦在SESAM表面的不同位置处，实现信号光斑在SESAM表面的位置切换，可以很便捷的提升单个SESAM片的工作寿命。

市场情况

目前国内及国际同行业的皮秒种子源普遍存在工作寿命较短、单脉冲能量过低及功率稳定性一般等问题：

1） 针对种子源工作寿命较短问题，我司采用专利保护的腔内偏振及空分的多点复用方案，大幅度提升皮秒种子源产品的工作寿命，实现连续工作寿命大于40000小时，比市面上通用皮秒种子源产品工作寿命提升8倍以上；

2） 目前市面上大部分皮秒种子源输出单脉冲能量远低于1 nJ，皮秒激光器后期的选脉冲、功率放大需要较高的单脉冲能量，我司采用优化腔内参数设计及SESAM反饱和吸收特性等方法，有效实现种子源单脉冲能量大于1 nJ；

3） 种子源的功率稳定性直接决定着整个皮秒激光器的功率稳定性，目前市面上皮秒种子源的功率稳定性一般在3%以下，我司采用内部集成主控芯片及PID算法自洽程序使种子源的功率稳定性有效控制在1%以下；

光越科技是一家生产和供应光无源器件为主、具有优良品牌口碑的国家高新技术企业；光纤皮秒种子源内大多数元器件我司都能自产，在性价比、规模化、交付速度、定制化产品以及售后都能有较好的保证。