相较于传统固体激光器，光纤激光器具备体积小巧、成本低廉、稳定性优异、光束质量高且无需水冷的优势。而在各类光纤激光器中，基于非线性偏振演化（NPE）的锁模光纤振荡器，拥有单脉冲能量高（纳焦级）、脉冲宽度窄（百飞秒级乃至更短）等优势。
掺铒锁模光纤激光器已广泛应用于超快光学、光纤传感、工业加工、光信息处理、频率检测、医疗、快点火等领域。尤其因其输出波长位于1550 nm 通信波段，在光纤通信系统中具备极高的应用价值，可应用于时频传输、大容量光纤传输系统、全光时钟恢复、时钟分频系统等核心场景。
图 1：掺铒光纤激光器原理结构图
根据环形腔内色散特性的不同，非线性偏振演化锁模可分为三类：孤子型锁模、展宽脉冲型锁模、全正色散自相似锁模。
不同锁模方式特性各异：孤子锁模易实现稳定运转，但单脉冲能量较低；展宽脉冲锁模光谱宽度大，可压缩获得更短脉冲，需对腔内色散进行合理设计；全正色散结构脉冲能量大，但脉冲宽度更宽、噪声相对更高。
掺铒光纤激光器可通过选用不同类型光纤，或搭配光栅等空间色散元件，灵活调控腔内色散。
以经典掺铒展宽脉冲光纤激光器为例：基于非线性偏振演化的掺铒锁模激光器，利用一片半波片与两片四分之一波片完成腔内偏振调控与筛选；结合正常色散单模光纤与反常色散增益光纤的长度匹配，实现色散管理型锁模输出。
980 nm 泵浦激光二极管
为整个振荡器提供泵浦能量，常规采用单模尾纤式 980 nm 半导体二极管。实际搭建系统时，泵浦模块一般配有泵浦保护器件，防止振荡器反射的 1550 nm 回光倒灌损坏泵浦源。
波分复用器（WDM）
将 1550 nm 信号光与 980 nm 泵浦光耦合至同一根光纤内传输。
掺铒增益光纤
吸收 980 nm 泵浦光，实现对 1550 nm 波段信号光的放大。
准直器
实现光纤激光的空间准直输出，同时便于在光路中集成波片、偏振分束器等空间光学元件。
光隔离器
抑制腔内反向传输光，保障激光单向稳定振荡输出。
单模光纤（SMF）
适配 1550 nm 工作波段，用于腔内色散调节与光路连接。
选用适配的光学器件；器件选型不当，会导致激光器效率偏低、脉冲质量劣化，甚至缩短设备使用寿命。
搭配合适的工作环境，稳固光学平台，控制环境温湿度，隔绝外界振动与噪声干扰。
依据原理结构图完成器件熔接，搭建闭环谐振腔，并规范盘绕、固定光纤。
逐步开启泵浦源并调节至合适功率，优化腔内耦合状态（重点调试两组准直器耦合）；若腔内损耗过大，需排查器件损坏或熔接故障。
将泵浦功率调节至额定区间，通过光谱仪、示波器观测输出信号（示波器需搭配光电探测器，完成光信号至电信号的转换）。微调波片角度，当光谱仪出现稳定包络光谱、示波器输出均匀规整的脉冲序列时，即可实现稳定锁模。
铭创光电可提供全套1.5 μm 波段掺铒锁模光纤激光系统专用无源器件，涵盖泵浦合束器、光环行器、光隔离器、分光耦合器、准直器、波分复用器、在线偏振器，以及保偏（PM）与非保偏（NO-PM）两种规格的偏振分束器（PBS）。
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