【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光，具体涉及一种消除全保偏锁模光纤激光器的双折射滤波效应的方法。
技术介绍
1、锁模光纤激光器能够直接输出皮秒或者飞秒脉冲，相较于固体激光器而言，锁模光纤激光器具有结构简单、光束质量好、制造成本低等诸多优点，在超快激光器领域发挥着至关重要的作用。超快激光在激光雷达、光谱学、医疗手术、光频梳种子源或超连续谱产生等领域有诸多应用，这些应用使得工业界和学术界对高鲁棒性、高可靠性和高光束质量的光纤激光器有更高的需求。
2、光纤激光器的输出脉冲性能和稳定性受到锁模机制和激光腔结构的影响。在光纤激光器中使用保偏光纤，能够使激光在谐振腔振荡过程中有效地保持光束的偏振状态以及偏振方向的稳定，不易受外界环境影响，例如温度变化或者对光纤的机械抖动。因此使用保偏光纤构建的光纤激光器具有良好的稳定性。
3、全保偏光纤激光器中所有光纤都是保偏光纤。这种光纤激光器具有高脉冲质量、高稳定性等优点。在全保偏光纤激光器中实现锁模的方式有多种，基于非线性光学环路镜、非线性放大环路镜、非线性偏振旋转和自稳定干涉锁模的全保偏光纤激光器已经得到了广泛的研究，已经在掺镱、铒、铥、钬的光纤中实现。
4、目前已经报导的全保偏光纤激光器存在一个问题，由于保偏光纤和法拉第旋光器的引入，会带来双折射滤波效应引起的光谱调制，其表现为在锁模脉冲光谱中存在类似正弦函数的调制波纹。这是因为全保偏光纤激光器使用了保偏器件，由于法拉第旋光器旋转角度偏差、熔接角度误差等问题，会导致群速度失配未完全补偿，从而在快轴和慢轴均形成孤子分子，该孤子分子
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种消除全保偏锁模光纤激光器的双折射滤波效应的方法，消除了由于器件误差带来的双折射滤波导致的光谱调制波纹，获得了具有更平坦输出光谱的激光；并且在经过fr前群速度色散得到补偿，使得光纤快轴和慢轴的脉冲激光重合，获得了具有更好光束质量的单脉冲激光。
2、一种消除全保偏锁模光纤激光器的双折射滤波效应的方法，所述全保偏锁模光纤激光器包括相互连接的泵浦源以及激光振荡腔，所述激光振荡腔包括保偏增益光纤、保偏单模光纤以及双折射调节组件；
3、其中，所述双折射调节组件的快轴与保偏单模光纤的慢轴对齐，双折射调节组件的慢轴与保偏单模光纤的快轴对齐；
4、在所述全保偏锁模光纤激光器产生激光之前，通过所述双折射调节组件对所述全保偏锁模光纤激光器的光程差率进行调节，以减小激光振荡腔内两个光轴之间的光程差，实现光谱优化。
5、优选地，所述激光振荡腔为线形腔，所述泵浦源通过波分复用器二将泵浦光耦合进入线形腔，泵浦光进入线形腔后形成光束，光束依次经过线形腔内的法拉第旋转镜、波片二后到达反射镜一，反射镜一将光折返，光束依次经过波片二、法拉第旋光器、波分复用器二、保偏增益光纤、保偏单模光纤、波分复用器一、双折射调节组件、波片一以及偏振分束器，光束在偏振分束器分为两束光，其中一束光作为输出光传出线形腔，另一束光继续在线形腔内传输并经反射镜二反射后依次经过偏振分束器、波片一、双折射调节组件、波分复用器一、保偏单模光纤以及保偏增益光纤，完成一个周期传输。
6、优选地，所述双折射调节组件是双折射晶体。
7、优选地，所述双折射晶体是电控双折射晶体，电控双折射晶体通过调节外加电场实现对晶体折射率的控制。
8、优选地，所述双折射晶体是钒酸钇、方解石或α-硼酸钡的其中一种。
9、优选地，调节双折射晶体两个轴之间的光程差，使双折射晶体两个轴之间的光程差等于保偏单模光纤两个轴之间的光程差，实现光谱优化；
10、双折射晶体两个轴之间的光程差计算公式是：bclc＝bflf；
11、其中，lc是双折射晶体的厚度，bc是双折射晶体的双折射率，bf是保偏单模光纤的双折射率，lf是保偏单模光纤的长度；
12、调节双折射晶体两个轴之间的光程差包括：调节双折射晶体的双折射率或双折射晶体的厚度。
13、优选地，所述激光振荡腔为9字腔，9字腔包括相互连接的环形部分和线形部分，所述泵浦源通过波分复用器二将泵浦光耦合进入9字腔的环形部分，泵浦光在9字腔的环形部分内顺时针传播形成光束，光束依次经过保偏单模光纤、保偏增益光纤、保偏单模光纤以及输出耦合器，然后光束的部分光能量在输出耦合器作为输出光输出到9字腔外，光束剩余的光能量到达保偏光纤环形器并进入9字腔的线形部分，然后光束依次经过保偏增益光纤、保偏单模光纤、波分复用器一、双折射调节组件、法拉第旋光器、波片一以及反射镜二，经过反射镜二反射后反向传播到保偏光纤环形器，光束重新进入9字腔的环形部分顺时针传播。
14、优选地，所述双折射调节组件是双折射晶体。
15、优选地，所述双折射晶体是钒酸钇、方解石或α-硼酸钡的其中一种。
16、优选地，调节双折射晶体两个轴之间的光程差，使双折射晶体两个轴之间的光程差等于保偏单模光纤两个轴之间的光程差，实现光谱优化；
17、双折射晶体两个轴之间的光程差计算公式是：
18、lc是双折射晶体的厚度，bc是双折射晶体的双折射率，λ是优化后的所述全保偏锁模光纤激光器中心波长，δλ是优化后的所述全保偏锁模光纤激光器未加双折射晶体时所获得的锁模光谱的滤波间隔；
19、调节双折射晶体两个轴之间的光程差包括：调节双折射晶体的双折射率或双折射晶体的厚度。
20、本专利技术具有如下有益效果：
21、本专利技术通过在激光振荡腔的自由空间中插入双折射调节组件的方式来补偿保偏光纤双折射，从而消除在锁模光谱上的滤波现象，该方法能够使全保偏光纤激光器输出的脉冲获得平滑的光谱，提高激光器的实际应用能力，使得该种类型的激光器能够应用在激光加工，光学成像，激光器雷达，光学频率梳产生等领域。
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1.一种消除全保偏锁模光纤激光器的双折射滤波效应的方法，其特征在于，所述全保偏锁模光纤激光器包括相互连接的泵浦源(10)以及激光振荡腔，所述激光振荡腔包括保偏增益光纤(12)、保偏单模光纤(11)以及双折射调节组件(3)；
2.如权利要求1所述的一种消除全保偏锁模光纤激光器的双折射滤波效应的方法，其特征在于，所述激光振荡腔为线形腔，所述泵浦源(10)通过波分复用器二(5)将泵浦光耦合进入线形腔，泵浦光进入线形腔后形成光束，光束依次经过线形腔内的法拉第旋转镜(6)、波片二(7)后到达反射镜一(8)，反射镜一(8)将光折返，光束依次经过波片二(7)、法拉第旋光器(6)、波分复用器二(5)、保偏增益光纤(12)、保偏单模光纤(11)、波分复用器一(4)、双折射调节组件(3)、波片一(2)以及偏振分束器(1)，光束在偏振分束器(1)分为两束光，其中一束光作为输出光传出线形腔，另一束光继续在线形腔内传输并经反射镜二(9)反射后依次经过偏振分束器(1)、波片一(2)、双折射调节组件(3)、波分复用器一(4)、保偏单模光纤(11)以及保偏增益光纤(12)，完成一个周期传输。
...【技术特征摘要】
1.一种消除全保偏锁模光纤激光器的双折射滤波效应的方法，其特征在于，所述全保偏锁模光纤激光器包括相互连接的泵浦源(10)以及激光振荡腔，所述激光振荡腔包括保偏增益光纤(12)、保偏单模光纤(11)以及双折射调节组件(3)；
2.如权利要求1所述的一种消除全保偏锁模光纤激光器的双折射滤波效应的方法，其特征在于，所述激光振荡腔为线形腔，所述泵浦源(10)通过波分复用器二(5)将泵浦光耦合进入线形腔，泵浦光进入线形腔后形成光束，光束依次经过线形腔内的法拉第旋转镜(6)、波片二(7)后到达反射镜一(8)，反射镜一(8)将光折返，光束依次经过波片二(7)、法拉第旋光器(6)、波分复用器二(5)、保偏增益光纤(12)、保偏单模光纤(11)、波分复用器一(4)、双折射调节组件(3)、波片一(2)以及偏振分束器(1)，光束在偏振分束器(1)分为两束光，其中一束光作为输出光传出线形腔，另一束光继续在线形腔内传输并经反射镜二(9)反射后依次经过偏振分束器(1)、波片一(2)、双折射调节组件(3)、波分复用器一(4)、保偏单模光纤(11)以及保偏增益光纤(12)，完成一个周期传输。
3.如权利要求2所述的一种消除全保偏锁模光纤激光器的双折射滤波效应的方法，其特征在于，所述双折射调节组件(3)是双折射晶体。
4.如权利要求3所述的一种消除全保偏锁模光纤激光器的双折射滤波效应的方法，其特征在于，所述双折射晶体是电控双折射晶体，电控双折射晶体通过调节外加电场实现对晶体折射率的控制。
5.如权利要求3所述的一种消除全保偏锁模光纤激光器的双折射滤波效应的方法，其特征在于，所述双折射晶体是钒酸钇、方解石或α-硼酸钡的其中一种。
6.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李倩，李海盈，彭思维，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：
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