[发明专利]双向锁模多态孤子光纤激光器

说明书

本发明公开了一种双向锁模多态孤子光纤激光器，属于激光器领域，包括泵浦源以及由波分复用器、增益介质、光纤啁啾光栅、光环形器、偏振控制器、光耦合器以及可饱和吸收体连接而成的双向环形谐振腔。泵浦源作为激光器能量来源，配合增益介质为脉冲激光的产生提供增益；可饱和吸收体用于实现激光器的锁模运转；光纤啁啾光栅具有两个输入反射端口，分别提供正色散和负色散的补偿；光环形器及光耦合器用于耦合光纤啁啾光栅，构建具有不同色散分布的双向传输光路结构；借助偏振控制器，可以改变激光器局部偏振态，实现对锁模激光状态的调节和切换。本发明的双向锁模多态孤子光纤激光器可双向传输并分别获得锁模激光脉冲，同时提供多态孤子激光输出。

技术领域

本发明涉及光纤激光、超快光学以及非线性光学领域，尤其是双向分别输出传统孤子与耗散孤子的特性，在光纤通信、光纤传感、光学逻辑系统以及激光物理研究等领域具有潜在的科研价值和工业应用，更具体地，涉及一种双向锁模多态孤子光纤激光器。

背景技术

光纤激光器结构灵活，维护便利，无需准直，具有高转换效率和优良散热性，在科学研究和工业应用中发挥着重要的作用。借助被动锁模技术，光纤激光器能够容易地实现飞秒级别(10^-15秒)的超快脉冲激光输出，其作为优质的稳定超快脉冲光源广泛应用于光纤通信、光纤传感、微结构加工、探测与成像以及医疗美容等应用中。

通常，为了使得谐振腔中的激光脉冲能稳定起振，锁模光纤环形激光器需要在谐振腔光路中加入非互易性的光学隔离器保持激光器谐振腔的单向运转。对应于不同的锁模光纤激光器的结构特点，输出的激光孤子脉冲具备不同的特征。这其中，包含群速度色散、非线性效应、自振幅调制和持续的能量流动在内的激光器脉冲整形机制发挥着关键作用。通过合理的色散管理使得激光器内部色散按一定规律分布，可以对应产生不同类型的孤子激光脉冲。

目前主流的锁模光纤激光器均采用单向传输的构造，一台激光器只能产生一种孤子激光脉冲。采用光纤啁啾光栅进行色散管理的激光器也只利用了光栅的一个反射端，激光器的整体构造依然是单向工作的。这种方案灵活度低，器件利用效率不高，不能同时实现传统孤子和耗散孤子输出，无法满足多用途的应用需求。综上所述，主流技术锁模光纤激光器存在灵活性不强、集成度不高、功能较少、适用面较窄等问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种双向锁模多态孤子光纤激光器，其目的在于，实现锁模光纤激光器的双向运转，并同时输出多态孤子，由此解决锁模激光器单向传输以及不能同时输出传统孤子和耗散孤子的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种双向锁模多态孤子光纤激光器，包括：泵浦驱动模块、可饱和吸收体、第一光环形器、第一光耦合器、第二光环形器、光纤啁啾光栅、第二光耦合器和输出单元，其中，

所述泵浦驱动模块分别与所述可饱和吸收体及所述输出单元连接；所述第一光环形器的第二端口与所述可饱和吸收体连接，所述第一光环形器的第一端口与所述第二光耦合器的第三端口连接，所述第一光环形器的第三端口与所述第一光耦合器的第一端口连接，所述光纤啁啾光栅的两端分别与所述第二光耦合器的第二端口及所述第一光耦合器的第二端口连接，所述第二光环形器的第一端口与所述第一光耦合器的第三端口连接，所述第二光环形器的第二端口与所述输出单元连接，所述第二光环形器的第三端口与所述第二光耦合器的第一端口连接；