基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统技术方案

本实用新型专利技术涉及光源领域，具体涉及一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统。系统包括脉冲种子源单元用于提供双束缚态脉冲并发送至脉冲功率放大单元；脉冲功率放大单元用于接收双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲输出功率放大；脉冲光谱展宽单元用于接收放大后的双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲信号进行光谱展宽。通过本实用新型专利技术提供的系统及方法，可以解决输出超连续谱中泵浦波长处存在较强的尖峰信号的问题，使得输出光谱不存在明显的尖峰信号，进而获得更高平坦度的超连续谱光源，而且该光源结构简单，成本较低。

【技术实现步骤摘要】
基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统
本技术涉及光源领域，具体涉及一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统。
技术介绍
超连续谱的产生是指窄带激光在非线性介质中传输时，由于各种非线性效应以及介质色散的相互作用，使得输出的激光光谱得到极大展宽的现象。超连续谱光源同时具有普通激光光源的方向性好、空间相干性好、高亮度等特点，因而在生物医学成像、激光光谱学、环境以及大容量高速光通信系统中具有重要的应用价值。目前，在光纤领域，产生超连续谱的方法一般是通过锁模或者调Q方式获得具有高峰值功率的纳秒、皮秒乃至飞秒级别的超短脉冲，使用掺铒/掺镱/掺铥光纤放大器进行放大，然后泵浦高非线性光纤、光子晶体光纤、氟化物光纤等非线性介质，产生超连续谱。采用不同类型的种子源脉冲泵浦产生超连续谱，各自具有不同的特点，如：采用调Q脉冲产生的超连续谱，由于调Q脉冲脉宽较宽，对应脉冲峰值功率相对较低，产生的非线性效应较弱，获得的超连续谱虽然输出功率高，但谱宽较窄，平坦度也较差；采用类噪声脉冲产生超连续谱，其输出功率高，结构简单，但光谱平坦性较差，存在明显的不对称性；采用孤子脉冲产生的超连续谱，由于脉宽较窄，脉冲峰值功率高，输出的超连续谱谱宽宽，但通常在泵浦波长处存在很强的尖峰信号，实际应用中需要在超连续谱光源装置中额外增加滤波器等组件，成本相对较高。
技术实现思路
为克服上述谱宽较窄，超连续谱平坦性较差以及成本相对较高的不足，本技术提供一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统，目的在于输出光谱谱宽较宽，平坦度高，不存在明显的尖峰信号。本技术提出一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统，具体地所述系统包括脉冲种子源单元，脉冲功率放大单元和脉冲光谱展宽单元；脉冲种子源单元，用于提供双束缚态脉冲并发送至脉冲功率放大单元；脉冲功率放大单元，用于接收双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲输出功率放大；脉冲光谱展宽单元，用于接收放大后的双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲信号进行光谱展宽。进一步地，所述双束缚态脉冲个数为稳定可调。进一步地，所述脉冲种子源单元包括：第一波分复用器、高性能掺铒光纤、第一偏振控制器、偏振相关隔离器、第二偏振控制器、第一耦合器和第一激光泵浦源；所述第一激光泵浦源的信号输出端与所述第一波分复用器的信号输入端连接，并提供泵浦光；进一步地，所述脉冲种子源单元采用非线性偏振旋转技术构建锁模脉冲种子源；所述锁模脉冲种子源为负色散腔被动锁模光纤激光器。进一步地，所述第一耦合器包括30％输出端和70％输出端；所述30％输出端用于输出超短脉冲；所述70％输出端与所述第一波分复用器的信号输入端相连并提供信号输入。进一步地，所述脉冲功率放大单元包括：偏振无关隔离器、第二波分复用器、泵浦保护器、高掺杂掺铒光纤、第二耦合器和第二激光泵浦源；所述第二激光泵浦源通过所述泵浦保护器与所述第二波分复用器相连，并提供泵浦光；进一步地，所述脉冲功率放大单元还包括用于测量光功率的光功率计；所述第二耦合器包括1％输出端和99％输出端；所述1％输出端与所述光功率计的输入端相连，通过光功率计推算放大系统的平均输出功率；所述99％输出端与所述脉冲光谱展宽单元的输入端相连。进一步地，所述脉冲光谱展宽单元采用高非线性光纤展宽经脉冲功率放大单元放大的双束缚态脉冲光谱。为达到上述目的，本技术还提供，所述方法包括如下步骤：S1，提供双束缚态脉冲并发送至脉冲功率放大单元；S2，接收双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲输出功率放大；S3，接收放大后的双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲信号进行光谱展宽。为达到上述目的，本技术还提供一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源方法，所述方法具体包括如下步骤：S1，提供脉冲个数稳定可调的双束缚态脉冲；S2，放大稳定可调双束缚态脉冲输出功率；S3，展宽放大后的稳定可调双束缚态脉冲光谱。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术是一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统，通过脉冲种子源单元，脉冲功率放大单元，脉冲光谱展宽单元共同作用，解决输出超连续谱中泵浦波长处存在较强的尖峰信号的问题，使得输出光谱谱宽较宽、平坦度高、不存在明显的尖峰信号，进而获得更高平坦度的超连续谱光源，而且该光源结构简单，成本较低。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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它的附图；图1为本技术一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统框架示意图；图2为本技术一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统结构示意图；图3为本技术一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统流程实现示意图；图4为本技术种子源产生的双束缚态脉冲的光谱图；图5为本技术种子源产生的双束缚态脉冲的自相关迹示意图；图6为本技术经放大系统以及高非线性光纤输出的超连续谱光谱图；图7为本技术一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源方法流程图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面通过特定的具体实例并结合附图说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本技术的其它优点与功效。本技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本技术的精神下进行各种修饰与变更。如图1所示，一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统，具体包括脉冲种子源单元，脉冲功率放大单元和脉冲光谱展宽单元；脉冲种子源单元，用于提供双束缚态脉冲并发送至脉冲功率放大单元；脉冲功率放大单元，用于接收双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲输出功率放大；脉冲光谱展宽单元，用于接收放大后的双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲信号进行光谱展宽。较佳地，所述双束缚态脉冲个数为稳定可调。也就是说，本技术所设计的双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统包括：脉冲种子源单元，即双束缚态锁模脉冲种子源，其用于提供稳定可调的双束缚态脉冲；脉冲功率放大单元，即脉冲功率放大系统，其用于放大所述的稳定可调双束缚态脉冲的输出功率；脉冲光谱展宽单元，即高非线性光纤，用于展宽经放大系统放大的双束缚态脉冲光谱，得到光谱范围覆盖1.1μm～2.3μm的高平坦度超连续谱。所述脉冲种子源单元包括：第一波分复用器，高性能掺铒光纤，第一偏振控制器，偏振相关隔离器，第二偏振控制器，第一耦合器和第一激光泵浦源；所述第一激光泵浦源的信号输出端与所述第一波分复用器的信号输入端连接，并提供泵浦光。所述脉冲种子源单元采用非线性偏振旋转技术构建锁模脉冲种子源；所述锁模脉冲种子源为负色散腔被动锁模光纤激光器。所述第一耦合器包括30％输出端和70％输出端；所述30％输出端用于输出超短脉冲；所述70％输出端与所述第一波分复用器的信号输入端相连并提供信号输入。具体地，如图2所示，采用非线性偏振旋转技术构建锁模脉冲种子源，包括依次相连的第一波分复用器WDM-1(980nm/1550nm)，长度为5m的高性能掺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统，其特征在于，所述系统包括脉冲种子源单元，脉冲功率放大单元和脉冲光谱展宽单元；脉冲种子源单元，用于提供双束缚态脉冲并发送至脉冲功率放大单元；脉冲功率放大单元，用于接收双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲输出功率放大；脉冲光谱展宽单元，用于接收放大后的双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲信号进行展宽。

【技术特征摘要】
1.一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统，其特征在于，所述系统包括脉冲种子源单元，脉冲功率放大单元和脉冲光谱展宽单元；脉冲种子源单元，用于提供双束缚态脉冲并发送至脉冲功率放大单元；脉冲功率放大单元，用于接收双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲输出功率放大；脉冲光谱展宽单元，用于接收放大后的双束缚态脉冲信号，并对双束缚态脉冲信号进行展宽。2.根据权利要求1所述一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统，其特征在于，所述双束缚态脉冲个数为稳定可调。3.根据权利要求1所述一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统，其特征在于，所述脉冲种子源单元包括：第一波分复用器、高性能掺铒光纤、第一偏振控制器、偏振相关隔离器、第二偏振控制器、第一耦合器和第一激光泵浦源；所述第一激光泵浦源的信号输出端与所述第一波分复用器的信号输入端连接，并提供泵浦光。4.根据权利要求3所述一种基于双束缚态锁模脉冲泵浦的超连续谱光源系统，其特征在于，所述脉冲种子源单元采用非线性偏振旋转技术构建锁模脉冲种子源；所述双束缚态锁模脉冲种子源为负色散腔被动锁模光纤激光器，其中所用高性能掺铒光纤长度范围为5～6m,其色散参量为-10～-15ps/nm/km(@1550nm)，总腔长范围为15～20m，腔内总净色散值为0.096～0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖文静，邱冬，罗爱平，陈鸿杰，崔虎，罗智超，徐文成，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：新型
国别省市：广东,44