【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤飞秒激光器领域，尤其涉及基于双声光脉冲声光调制器实现可调谐低重复频率、低噪声光纤飞秒激光器的系统及方法。
技术介绍
1、飞秒超短脉冲激光技术在光学计量、信号表征、生物医学等领域具有广泛应用和重要意义。其中光纤锁模激光器由于其效率高、紧凑性而受到广泛关注，在微纳加工、荧光生物成像和精确太赫兹频率生成等领域的需求逐渐增大。但光纤锁模激光器重复频率在100khz以下时，会存在较大的放大自发辐射(ase)，进而降低放大过程中的脉冲对比度并产生负面影响，降低激光器在某些应用中的性能。目前有学者利用突发模式操作的光纤激光器，以减轻ase。然而，由于脉冲爆发的持续时间通常很短，在脉冲爆发放大期间，泵送不能明显地重新填充增益介质的上层状态。因此，脉冲爆发所经历的增益几乎完全是因为在脉冲爆发到来之前泵浦被吸收了，相对于脉冲爆发的到来，泵浦开始的时间是有限的，这个限制也取决于增益介质的长度。因此，在保持低ase和高爆发能量与保持增益介质足够长的时间以实现高效泵吸收之间存在多种权衡。此外，频域光滤波由于ase噪声与脉冲激光光谱部分重叠，无法准确测量和消除ase噪声。为了实现低噪声、可调谐低重复频率的飞秒激光输出，我们采用了串联声光调制器的方法，实现了中心波长1550nm的可调谐低重复频率、低噪声的飞秒光纤激光器输出。在50khz的重复频率下，最大信噪比可达45。
技术实现思路
1、本专利技术的内容是为了解决光纤飞秒激光器在低重复频率下存在较高自发放大辐射(ase)的问题。使用铷钟对掺铒
2、为实现本专利技术的专利技术目的，本专利技术提供的技术方案是：
3、一种基于双声光脉冲提取的低噪声光纤飞秒激光器系统，包括依次串联连接形成回路的铷原子钟1、锁模掺铒光纤飞秒激光器3、第一声光脉冲采集器4、掺铒光纤放大器5、第二声光脉冲采集器6、任意函数发生器2，其中锁模掺铒光纤飞秒激光器3、第一声光脉冲采集器4、掺铒光纤放大器5、第二声光脉冲采集器6之间分别用色散补偿光纤7连接；第一声光脉冲采集器4和第二声光脉冲采集器6的驱动信号由任意函数发生器2统一提供，以确保两个声光脉冲采集器以最佳频率进行工作；
4、其中，任意函数发生器2与锁模掺铒光纤飞秒激光器3的时钟信号由铷原子钟1统一提供，以确保二者时钟信号的同步；
5、所述的锁模掺铒光纤飞秒激光器3作为种子光源，其中心频率为1550nm，并与铷原子钟1同步，以100mhz的重复频率发射平均功率为6mw的种子脉冲；
6、种子脉冲首先通过第一声光脉冲采集器4来降低重复频率，具体为，任意函数发生器2以50khz频率出现的两个周期的160mhz驱动信号驱动第一个声光脉冲采集器4，形成12.5ns的脉冲拾取窗口，对种子脉冲进行拾取，来实现降频；
7、降频后的种子脉冲然后通过掺铒光纤放大器5进行放大后，进入第二声光脉冲采集器6重新对脉冲进行拾取，实现对自发放大辐射的抑制，具体为，任意函数发生器2以50khz频率出现的两个周期的160mhz驱动信号驱动第二声光脉冲采集器6，并调整任意函数发生器2的相位信号调制，并考虑第一声光脉冲采集器4和第二声光脉冲采集器6之间光纤造成的时间延迟和避免脉冲拾取窗口对飞秒脉冲侧峰的选取。
8、本专利技术还提供了一种基于双声光脉冲提取的低噪声光纤飞秒激光器系统的方法，包括步骤如下：
9、步骤一)，搭建上述的基于声光脉冲采集器实现可调谐低重复频率、低噪声光纤飞秒激光器的系统，实现整体系统的激光输出；其中，任意函数发生器2与掺铒光纤飞秒激光器3的时钟信号由铷原子钟1统一提供；
10、步骤二)，掺铒光纤飞秒激光器3输出重复频率为100mhz的种子脉冲，种子脉冲进入第一声光脉冲采集器4，第一声光脉冲采集器4由任意函数发生器2以50khz频率出现的两个周期的160mhz驱动信号驱动，形成12.5ns的脉冲拾取窗口，对种子脉冲进行拾取以实现激光降频。由于声光脉冲采集器响应时间的存在，实际脉冲拾取窗口曲线呈现高斯分布，导致选取到飞秒脉冲的一部分侧峰；
11、步骤三)，经过步骤2)降频的种子脉冲进入掺铒光纤放大器5进行功率放大，由于选取到飞秒脉冲的一部分侧峰，该部分也被放大，导致较大的动态消光比；
12、步骤四)，经放大后的种子脉冲进入第二声光脉冲采集器6，第二声光脉冲采集器6由任意函数发生器2以50khz频率出现的两个周期的160mhz驱动信号驱动，形成12.5ns的脉冲拾取窗口，同时对任意函数发生器2控制第二个声光脉冲采集器6的控制信号进行相位调制，实现脉冲拾取窗口的移动，以对应两个声光脉冲采集器之间光纤造成的时间延迟和避免脉冲拾取窗口对飞秒脉冲侧峰的选取。
13、步骤五)，将输出的脉冲接入示波器，若输出波形为标准的50khz脉冲信号且自发放大辐射较低则效果较好，若存在较大的被放大的种子脉冲侧峰，则调整任意函数发生器2对第二个声光脉冲采集器6驱动信号的相位调制，移动脉冲拾取窗口，直到能够达到预期。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
15、1、用串联声光脉冲采集器的方法能够同时实现可调谐低重复频率与低噪声的要求。
16、2、激光器在满足可调谐低重复频率与低噪声要求的同时，也具有足够的单脉冲能量，能够满足单脉冲成像等应用的要求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于双声光脉冲提取的低噪声光纤飞秒激光器系统，其特征在于：包括依次串联连接形成回路的铷原子钟(1)、锁模掺铒光纤飞秒激光器(3)、第一声光脉冲采集器(4)、掺铒光纤放大器(5)、第二声光脉冲采集器(6)、任意函数发生器(2)，其中锁模掺铒光纤飞秒激光器(3)、第一声光脉冲采集器(4)、掺铒光纤放大器(5)、第二声光脉冲采集器(6)之间分别用色散补偿光纤(7)连接；第一声光脉冲采集器(4)和第二声光脉冲采集器(6)的驱动信号由任意函数发生器(2)统一提供，以确保两个声光脉冲采集器以最佳频率进行工作；
2.一种实现如权利要求1所述的基于双声光脉冲提取的低噪声光纤飞秒激光器系统的方法，包括步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于双声光脉冲提取的低噪声光纤飞秒激光器系统，其特征在于：包括依次串联连接形成回路的铷原子钟(1)、锁模掺铒光纤飞秒激光器(3)、第一声光脉冲采集器(4)、掺铒光纤放大器(5)、第二声光脉冲采集器(6)、任意函数发生器(2)，其中锁模掺铒光纤飞秒激光器(3)、第一声光脉冲采集器(4)、掺铒光纤放大器(...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆洋，田依林，于连栋，高荣科，陈孝喆，贾华坤，王飞飞，金浩，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。