一种实现高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器及系统的方法技术方案

本发明专利技术提供了一种实现高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器及系统的方法，系统包括：三合一波分复用‑保偏隔离‑输出器件、偏振控制器、增益光纤和锁模器件。其中，增益光纤用于对泵浦光产生信号光；锁模器件用于对连续的信号光转变为锁模脉冲激光；三合一波分复用‑保偏隔离‑输出器件集合了波分复用器，保偏隔离器和输出耦合器，波分复用端用于与外设泵浦光源相连，获取外设泵浦光源的泵浦光；输出耦合器端用于输出激光器的锁模脉冲激光；保偏隔离器与其两端的偏振控制器用于实现激光器的波长可调谐输出。本发明专利技术结构紧凑、方法简单，激光器中的三合一器件大幅度地缩短了激光谐振腔的长度，可以同时实现高重频和波长可调谐的脉冲激光输出。

A method of realizing high repetition frequency wavelength tunable all-fiber ultra-fast pulse laser and its system

【技术实现步骤摘要】
一种实现高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器及系统的方法(一)
本专利技术涉及激光器
，尤其是涉及高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器及系统。(二)
技术介绍
高重复频率(高重频)波长可调超快脉冲激光器由于其具有高的重复频率、优良的光束质量、良好兼容特性、以及波长可调谐的特点，可应用于通信、医疗、工业等不同领域，是激光技术发展的前沿方向，也是目前激光器研究领域的热点问题。目前可以实现高重频的锁模光纤激光器，大多结构比较复杂，不易得到高重复频率激光脉冲输出。以一种掺铒光纤激光器为例，该激光器由波分复用器、增益光纤、偏振控制器、可调谐滤波器、锁模器件和输出耦合器组成，不仅结构复杂，而且由于受到光纤激光器腔长的限制，不易得到高重频的锁模激光脉冲。而对于少数可以实现高重频输出的脉冲激光器而言，仍然存在一些问题。以一种掺铥锁模脉冲光纤激光器为例，该激光器由三合一波分复用-偏振相关隔离-输出器件、增益光纤和偏振控制器组成，实现了较短腔长的高重频锁模激光脉冲输出。然而，该掺铥锁模脉冲光纤激光器利用非线性偏振旋转技术锁模，该锁模机制容易受到环境振动的影响，锁模的稳定性不好，而且激光器的输出波长不具备可调谐性。因此，现有的脉冲激光器在激光器结构、波长可调谐性以及脉冲重复频率等方面都有待进一步优化。(三)
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种实现高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器及系统的方法，兼具结构紧凑、方法简单，可同时实现高重频锁模和波长的可调谐输出。第一方面，本专利技术实施例提供了一种高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器，包括：通过光纤依次连接的三合一波分复用-保偏隔离-输出器件、偏振控制器、增益光纤和锁模器件；其中，三合一波分复用-保偏隔离-输出器件集合了波分复用器，保偏隔离器，以及输出耦合器的作用；三合一波分复用-保偏隔离-输出器件用于与外设泵浦光源连接，获取外设泵浦光源传输的泵浦光，并对泵浦光进行耦合处理；三合一波分复用-保偏隔离-输出器件也用于输出锁模脉冲激光；三合一波分复用-保偏隔离-输出器件与其两端的保偏尾纤以及两个偏振控制器构成了双折射滤波器；双折射滤波单元用于调谐信号光；增益光纤用于对基于泵浦光产生信号光；锁模器件用于基于信号光得到锁模脉冲激光。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述三合一波分复用-保偏隔离-输出器件(WDM-PMISO-OC)集合了波分复用器，保偏隔离器，以及输出耦合器的作用，该器件的使用可以简化光纤激光器的结构。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述双折射滤波单元包括通过光纤依次相连的第一偏振控制组件、三合一波分复用-保偏隔离-输出器件与其两端的保偏尾纤和第二偏振控制组件；第一偏振控制组件和所述第二偏振控制组件均用于调谐所述信号光的偏振状态；三合一波分复用-保偏隔离-输出器件用于控制所述信号光的传输方向。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述第一偏振控制组件和第二偏振控制组件均为偏振控制器(PC)。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述三合一波分复用-保偏隔离-输出器件的隔离作用的组件为保偏隔离(PM-ISO)。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述锁模器件为可饱和吸收体(SA)。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述激光器为全光纤环形结构。第二方面，本专利技术实施例还提供高重频波长可调全光纤超快脉冲激光系统，包括：依次连接的外设泵浦光源和第一方面至第一方面的第六种可能的实施方式任一项的一种高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，外设泵浦光源为激光二极管或连续光激光器。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供的高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器及系统，通过光纤依次连接的三合一波分复用-保偏隔离-输出器件、偏振控制器、增益光纤和锁模器件，形成环形结构；其中，三合一波分复用-保偏隔离-输出器件集合了波分复用器，保偏隔离器，以及输出耦合器的作用；三合一波分复用-保偏隔离-输出器件用于与外设泵浦光源连接，以接收外设泵浦光源传输的泵浦光，还用于对泵浦光进行耦合处理；三合一波分复用-保偏隔离-输出器件与其两端的保偏尾纤以及两个偏振控制器构成了双折射滤波器；双折射滤波单元用于调谐所述信号光；增益光纤基于上述泵浦光产生信号光；锁模器件可以基于信号光得到锁模脉冲激光，并通过三合一波分复用-保偏隔离-输出器件输出。本专利技术实施例提供的激光器通过光纤连接，得到结构简单的全光纤超快脉冲激光器。同时，相较于现有技术通过在激光腔内加入可调谐滤波器或光纤光栅来实现激光器的可调谐输出，本专利技术实施例通过采用双折射滤波器来实现激光器波长的可调谐输出，利用三合一波分复用-保偏隔离-输出器件获得高重频输出。由此获得的激光器方案简单、结构紧凑、，可以实现激光器的高重频可调谐脉冲激光输出。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。(四)附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种高重频波长可调全光纤超快脉冲激光系统的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种高重频波长可调全光纤超快脉冲激光系统的结构示意图。图标：100-高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器；110-双折射滤波器；111-第一偏振控制组件；112-第一保偏光纤；113-三合一波分复用-保偏隔离-输出器件；114-第二保偏光纤；115-第二偏振控制组件；120-增益光纤；130-锁模器件；200-外设泵浦光源。(五)具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前，现有的脉冲激光器在激光器结构、波长可调谐性以及高重频锁模等方面有待进一步优化，基于此，本专利技术实施例提供的一种实现高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器及系统的方法，结构紧凑、方案简单，同时可以实现高重频锁模和波长的可调谐输出。为便于对本实施例进行理解，首先对本专利技术实施例所公开的一种高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器，其特征在于，包括：通过光纤相连接的三合一波分复用‑保偏隔离‑输出器件、偏振控制器、增益光纤和锁模器件；其中，所述三合一波分复用‑保偏隔离‑输出器件(WDM‑PMISO‑OC)集合了波分复用器，保偏隔离器，以及输出耦合器的作用；所述三合一波分复用‑保偏隔离‑输出器件用于与外设泵浦光源连接，获取所述外设泵浦光源传输的泵浦光，并对所述泵浦光进行耦合处理；所述三合一波分复用‑保偏隔离‑输出器件也用于输出所述锁模脉冲激光；所述三合一波分复用‑保偏隔离‑输出器件与其两端的保偏尾纤以及两个偏振控制器构成了双折射滤波器；所述双折射滤波单元用于调谐所述信号光；所述增益光纤用于对基于所述泵浦光产生信号光；所述锁模器件用于基于所述信号光得到锁模脉冲激光。

【技术特征摘要】
1.高重频波长可调全光纤超快脉冲激光器，其特征在于，包括：通过光纤相连接的三合一波分复用-保偏隔离-输出器件、偏振控制器、增益光纤和锁模器件；其中，所述三合一波分复用-保偏隔离-输出器件(WDM-PMISO-OC)集合了波分复用器，保偏隔离器，以及输出耦合器的作用；所述三合一波分复用-保偏隔离-输出器件用于与外设泵浦光源连接，获取所述外设泵浦光源传输的泵浦光，并对所述泵浦光进行耦合处理；所述三合一波分复用-保偏隔离-输出器件也用于输出所述锁模脉冲激光；所述三合一波分复用-保偏隔离-输出器件与其两端的保偏尾纤以及两个偏振控制器构成了双折射滤波器；所述双折射滤波单元用于调谐所述信号光；所述增益光纤用于对基于所述泵浦光产生信号光；所述锁模器件用于基于所述信号光得到锁模脉冲激光。2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述三合一波分复用-保偏隔离-输出器件集合了波分复用器，保偏隔离器，以及输出耦合器的作用，该器件的使用可以简化光纤激光器的结构，并实现超短激光谐振腔的光纤激光器。3.根据权利要求1所述的激光器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：付博，徐立军，尚策，马建国，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11