[发明专利]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

说明书

本发明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。

(一)技术领域

本发明涉及激光器技术领域，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)背景技术

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)发明内容

有鉴于此，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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，本发明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)。