一种傅里叶锁模激光器制造技术

本发明专利技术实施例提供一种傅里叶锁模激光器，包括通过光纤连接构成光回路的扫频滤波单元、光放大单元、第一光分束单元、第一光隔离单元、光延迟单元、偏振控制单元和强度调制单元。本发明专利技术实施例通过提供一种由光纤连接构成光回路的扫频滤波单元、光放大单元、第一光分束单元、第一光隔离单元、光延迟单元、偏振控制单元和强度调制单元组成的基于时域调制技术的傅里叶锁模激光器，可以产生高质量的短脉冲光信号，使得脉冲光信号的脉冲宽度和调制速度可以通过控制驱动信号来进行自由调节，灵活性高、响应速度快，可以有效抑制高频起伏噪声，提高信号质量，提高光信号的相干长度和信噪比。

A Fourier mode-locked laser

The embodiment of the present invention provides a Fourier mode-locked laser, which comprises a sweeping filter unit, an optical amplifier unit, a first beam splitter unit, a first optical isolation unit, an optical delay unit, a polarization control unit and a intensity modulation unit which constitute an optical circuit through an optical fiber connection. The embodiment of the present invention provides a Fourier mode-locked laser based on time-domain modulation technology, which consists of a sweeping filter unit, an optical amplifier unit, a first beam splitting unit, a first optical isolation unit, an optical delay unit, a polarization control unit and a intensity modulation unit connected by an optical fiber, and can generate a high quality short pulse light signal to make the pulse of the pulse light signal. The impulse width and modulation speed can be adjusted freely by controlling the driving signal. It has high flexibility and fast response. It can effectively suppress high-frequency fluctuating noise, improve signal quality, and improve the coherence length and signal-to-noise ratio of the optical signal.

【技术实现步骤摘要】
一种傅里叶锁模激光器
本专利技术实施例属于傅里叶锁模激光
，尤其涉及一种傅里叶锁模激光器。
技术介绍
傅里叶锁模激光技术是用于实现高速扫频激光光源的重要技术方案。基于傅里叶锁模激光技术的傅里叶锁模激光器，通常在激光腔内采用一段长光纤来储存整段扫频信号，可以避免激光信号重新建立的弛豫振荡过程，提高扫频速度。然而，现有的傅里叶锁模激光器，由于激光腔内的色散问题和扫频时间上的偏差，导致光信号的瞬时波长相对其扫频滤波器的瞬时中心波长之间的偏差不断累加，使得光信号很快变得不稳定，导致输出的光信号具有很强的高频调制特性，并且扫频光信号的不同波长之间也没有建立强关联性，严重限制了光信号的相干长度，信号质量较差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种傅里叶锁模激光器，旨在解决现有的傅里叶锁模激光器，由于激光腔内的色散问题和扫频时间上的偏差，导致光信号的波长相对其扫频滤波器的瞬时中心波长的偏差不断累加，使得光信号很快变得不稳定，导致输出的光信号具有很强的高频调制特性，并且扫频光信号的不同波长之间也没有建立强关联性，严重限制了光信号的相干长度，信号质量较差的问题。本专利技术实施例提供一种傅里叶锁模激光器，其包括通过光纤连接构成光回路的扫频滤波单元、光放大单元、第一光分束单元、第一光隔离单元、光延迟单元、偏振控制单元和强度调制单元；所述扫频滤波单元、所述光放大单元、所述第一光隔离单元、所述光延迟单元、所述偏振控制单元和所述强度调制单元按照光信号传播方向依次排列，所述第一光分束单元设置在光回路的任意两个单元之间；所述扫频滤波单元接入第一驱动信号并受所述第一驱动信号驱动，对激光腔内的光信号进行滤波得到一个波长随时间周期性扫描的扫频光信号；所述第一光分束单元对所述扫频光信号进行分束，输出一部分所述扫频光信号到所述激光腔外；所述光放大单元对所述扫频光信号进行放大；放大和分束后的所述扫频光信号经过所述光隔离器进入所述光延迟单元进行延时，延时后的所述扫频光信号在所述光回路中的单次传播时间等于所述扫频滤波单元的调制周期的整数倍或整数倍±预设偏差；延迟后的所述扫频光信号经所述偏振控制单元调节偏振态后，进入所述强度调制单元；所述扫频滤波单元接入第一驱动信号时，所述强度调制单元同步接入第二驱动信号并受所述第二驱动信号驱动，对调节偏振态后的所述扫频光信号进行斩波，得到波长不同的脉冲光信号并输出至所述扫频滤波单元，以在所述光回路中再次循环传播。在一个实施例中，所述傅里叶锁模激光器还包括分别与所述扫频滤波单元和所述强度调制单元电连接的驱动信号源单元，所述驱动信号源单元产生所述第一驱动信号和所述第二驱动信号。在一个实施例中，所述驱动信号源单元包括依次电连接的扫频调制单元、脉冲发生单元和时钟单元；所述扫频调制单元与所述扫频滤波单元电连接，所述脉冲发生单元与所述强度调制单元电连接；所述时钟单元产生时钟信号并输出给所述脉冲发生单元；所述脉冲发生单元对所述时钟信号进行分频并输出给所述扫频调制单元；所述扫频调制单元受分频后的所述时钟信号触发，产生所述第一驱动信号；所述脉冲发生单元受所述时钟信号触发产生所述第二驱动信号。在一个实施例中，所述傅里叶锁模激光器还包括光探测单元、梳状滤波单元以及通过光纤连接在所述光回路中的第二光分束单元；所述第二光分束单元设置在所述光延迟单元和所述偏振控制单元之间，所述梳状滤波单元设置在所述光延迟单元和所述第二光分束单元之间或所述第二光分束单元和所述光探测单元之间；所述梳状滤波单元设置在所述光延迟单元和所述第二光分束单元之间时，所述光探测单元与所述驱动信号源单元电连接并通过光纤与所述第二光分束单元连接；所述梳状滤波单元设置在所述第二光分束单元和所述光探测单元之间时，所述光探测单元与所述驱动信号源单元电连接并通过光纤与所述梳状滤波单元连接；所述扫频滤波单元接入第一脉冲驱动信号，对激光腔内的光信号进行滤波得到一个波长随时间周期性扫描的扫频光信号；所述第一光分束单元对所述扫频光信号进行分束，输出一部分所述扫频光信号到所述激光腔外；所述光放大单元对所述扫频光信号进行放大；放大和分束后的所述扫频光信号经过所述光隔离器进入所述光延迟单元进行延时，延时后的所述扫频光信号在所述光回路中的单次传播时间等于所述扫频滤波单元的调制周期的整数倍或整数倍±预设偏差；当所述梳状滤波单元设置在所述光延迟单元和所述第二光分束单元之间时，所述梳状滤波单元对延迟后的所述扫频光信号进行滤波，产生在时间上被周期性调制的脉冲光信号；所述第二光分束单元对所述脉冲光信号进行分束，将预设比例的所述脉冲光信号输出至所述光探测单元；所述光探测单元将预设比例的所述脉冲光信号转换成电信号；当所述梳状滤波单元设置在所述第二光分束单元和所述光探测单元之间时，所述第二光分束单元对延迟后的所述扫频光信号进行分束，将预设比例的所述扫频光信号输出至所述梳状滤波单元；所述梳状滤波单元对预设比例的所述扫频光信号进行滤波，产生在时间上被周期性调制的脉冲光信号；所述光探测单元将所述脉冲光信号转换成电信号；所述驱动信号源单元根据所述电信号产生所述第一驱动信号和所述第二驱动信号；剩余的所述脉冲光信号经所述偏振控制单元调节偏振态后，进入所述强度调制单元；所述强度调制单元接入所述第二驱动信号并受所述第二驱动信号驱动，对调节偏振态后的所述脉冲光信号进行斩波并输出至所述扫频滤波单元，以在所述光回路中再次循环传播。在一个实施例中，所述驱动信号源单元包括相互电连接的扫频调制单元和脉冲发生单元；所述扫频调制单元与所述扫频滤波单元电连接，所述脉冲发生单元分别与所述强度调制单元和所述光探测单元电连接；所述脉冲发生单元对所述电信号进行分频并输出给所述扫频调制单元；所述扫频调制单元受分频后的所述电信号触发，产生所述第一驱动信号；所述脉冲发生单元受所述电信号触发产生所述第二驱动信号。在一个实施例中，所述傅里叶锁模激光器还包括通过光纤连接在所述光回路中的可调延迟单元，所述可调延迟单元排列在所述偏振控制单元和所述强度调制单元之间；所述可调延迟单元对调节偏振态后的所述脉冲光信号进行精准延时，并输出至所述强度调制单元，使所述强度调制单元的斩波调制与到达所述强度调制器单元的所述脉冲光信号在时间上同步。在一个实施例中，所述梳状滤波单元为梳状滤波器，所述梳状滤波器为法布里-珀罗干涉滤波器、马赫-曾德尔干涉滤波器、光纤环滤波器或光波导环滤波器中的一种。在一个实施例中，所述预设比例的数值范围为1％～80％。在一个实施例中，所述傅里叶锁模激光器还包括通过光纤连接在所述光回路中的第二光隔离单元，所述第二光隔离单元设置在所述光放大单元之前。在一个实施例中，所述第二驱动信号为短脉冲信号，所述短脉冲信号的频率范围为10MHZ～10GHZ，所述短脉冲信号中单个脉冲的长度范围为100ps～100ns。本专利技术实施例通过提供一种由光纤连接构成光回路的扫频滤波单元、光放大单元、第一光分束单元、第一光隔离单元、光延迟单元、偏振控制单元和强度调制单元组成的基于时域调制技术的傅里叶锁模激光器，可以产生高质量的短脉冲光信号，使得脉冲光信号的脉冲宽度和调制速度可以通过控制驱动信号来进行自由调节，灵活性高、响应速度快，可以有效抑制高频起伏噪声，提高信号质量，提高光信号的相干长度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种傅里叶锁模激光器，其特征在于，包括通过光纤连接构成光回路的扫频滤波单元、光放大单元、第一光分束单元、第一光隔离单元、光延迟单元、偏振控制单元和强度调制单元；所述扫频滤波单元、所述光放大单元、所述第一光隔离单元、所述光延迟单元、所述偏振控制单元和所述强度调制单元按照光信号传播方向依次排列，所述第一光分束单元设置在光回路的任意两个单元之间；所述扫频滤波单元接入第一驱动信号并受所述第一驱动信号驱动，对激光腔内的光信号进行滤波得到一个波长随时间周期性扫描的扫频光信号；所述第一光分束单元对所述扫频光信号进行分束，输出一部分所述扫频光信号到所述激光腔外；所述光放大单元对所述扫频光信号进行放大；放大和分束后的所述扫频光信号经过所述光隔离器进入所述光延迟单元进行延时，延时后的所述扫频光信号在所述光回路中的单次传播时间等于所述扫频滤波单元的调制周期的整数倍或整数倍±预设偏差；延迟后的所述扫频光信号经所述偏振控制单元调节偏振态后，进入所述强度调制单元；所述扫频滤波单元接入第一驱动信号时，所述强度调制单元同步接入第二驱动信号并受所述第二驱动信号驱动，对调节偏振态后的所述扫频光信号进行斩波，得到波长不同的脉冲光信号并输出至所述扫频滤波单元，以在所述光回路中再次循环传播。...

【技术特征摘要】
1.一种傅里叶锁模激光器，其特征在于，包括通过光纤连接构成光回路的扫频滤波单元、光放大单元、第一光分束单元、第一光隔离单元、光延迟单元、偏振控制单元和强度调制单元；所述扫频滤波单元、所述光放大单元、所述第一光隔离单元、所述光延迟单元、所述偏振控制单元和所述强度调制单元按照光信号传播方向依次排列，所述第一光分束单元设置在光回路的任意两个单元之间；所述扫频滤波单元接入第一驱动信号并受所述第一驱动信号驱动，对激光腔内的光信号进行滤波得到一个波长随时间周期性扫描的扫频光信号；所述第一光分束单元对所述扫频光信号进行分束，输出一部分所述扫频光信号到所述激光腔外；所述光放大单元对所述扫频光信号进行放大；放大和分束后的所述扫频光信号经过所述光隔离器进入所述光延迟单元进行延时，延时后的所述扫频光信号在所述光回路中的单次传播时间等于所述扫频滤波单元的调制周期的整数倍或整数倍±预设偏差；延迟后的所述扫频光信号经所述偏振控制单元调节偏振态后，进入所述强度调制单元；所述扫频滤波单元接入第一驱动信号时，所述强度调制单元同步接入第二驱动信号并受所述第二驱动信号驱动，对调节偏振态后的所述扫频光信号进行斩波，得到波长不同的脉冲光信号并输出至所述扫频滤波单元，以在所述光回路中再次循环传播。2.如权利要求1所述的傅里叶锁模激光器，其特征在于，所述傅里叶锁模激光器还包括分别与所述扫频滤波单元和所述强度调制单元电连接的驱动信号源单元，所述驱动信号源单元产生所述第一驱动信号和所述第二驱动信号。3.如权利要求2所述的傅里叶锁模激光器，其特征在于，所述驱动信号源单元包括依次电连接的扫频调制单元、脉冲发生单元和时钟单元；所述扫频调制单元与所述扫频滤波单元电连接，所述脉冲发生单元与所述强度调制单元电连接；所述时钟单元产生时钟信号并输出给所述脉冲发生单元；所述脉冲发生单元对所述时钟信号进行分频并输出给所述扫频调制单元；所述扫频调制单元受分频后的所述时钟信号触发，产生所述第一驱动信号；所述脉冲发生单元受所述时钟信号触发产生所述第二驱动信号。4.如权利要求2所述的傅里叶锁模激光器，其特征在于，所述傅里叶锁模激光器还包括光探测单元、梳状滤波单元以及通过光纤连接在所述光回路中的第二光分束单元；所述第二光分束单元设置在所述光延迟单元和所述偏振控制单元之间，所述梳状滤波单元设置在所述光延迟单元和所述第二光分束单元之间或所述第二光分束单元和所述光探测单元之间；所述梳状滤波单元设置在所述光延迟单元和所述第二光分束单元之间时，所述光探测单元与所述驱动信号源单元电连接并通过光纤与所述第二光分束单元连接；所述梳状滤波单元设置在所述第二光分束单元和所述光探测单元之间时，所述光探测单元与所述驱动信号源单元电连接并通过光纤与所述梳状滤波单元连接；所述扫频滤波单元接入第一脉冲驱动信号，对激光腔内的光信号进行滤波得到一个波长随时间周期性扫描的扫频光信号；所述第一光分束单元对所述扫频光信号进行分束，输出一部分所述扫频光信号到所述激光腔外；所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锋，卫炳江，苑金辉，康哲，
申请(专利权)人：香港理工大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44