[发明专利]一种高能量耗散孤子共振矩形脉冲的产生系统

说明书

本发明公开了一种高能量耗散孤子共振矩形脉冲的产生系统，所述系统包括：基于非线性放大环形镜锁模技术的“9”字形谐振腔、双包层掺铥光纤预放大器及双包层掺铥光纤主功率放大器；“9”字形谐振腔与预放大器相连接，预放大器与主功率放大器相连接；“9”字形谐振腔用于产生耗散孤子共振矩形脉冲，耗散孤子共振矩形脉冲经过预放大器进行预放大处理，并传输至主功率放大器，进行功率放大，以获得高能量耗散孤子共振矩形脉冲；可通过谐振腔获得耗散孤子共振矩形脉冲，再利用光纤放大器对耗散孤子共振矩形脉冲进行功率放大，获得高能量的耗散孤子共振矩形脉冲，实现脉冲宽度可调的高能量矩形激光脉冲的输出。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种耗散孤子共振矩形脉冲的产生系统。

背景技术

锁模脉冲光纤激光器在激光光谱学、医学、激光雷达、材料加工以及超连续谱产生等研究领域有重要的应用价值。锁模脉冲光纤激光器在不同的腔内色散分布特性下可以分别产生传统负色散孤子、展宽脉冲、自相似脉冲以及耗散孤子等光脉冲。在谐振腔内负色散和光纤非线性效应的平衡作用下，可以实现传统的负色散孤子锁模脉冲。在孤子面积定理的约束下，传统的负色散孤子脉冲能量往往被限制在0.1nJ量级。相比于传统负色散孤子，展宽脉冲、自相似脉冲和耗散孤子脉冲的能量要高一到两个数量级，然而受到脉冲分裂的限制，脉冲能量无法再进一步提高。

目前的现有技术中，除了调Q和增益调制技术外，耗散孤子共振锁模技术也是一种产生高能量脉冲的方法。耗散孤子共振脉冲可以承受更高的非线性效应，有效的避免光脉冲分裂，理论上输出的耗散孤子共振脉冲的宽度和能量均可以随着泵浦功率的增大而无限增大，同时脉冲的强度保持不变。现有技术中直接从谐振腔输出的耗散孤子共振脉冲能量已能达到μJ量级。然而μJ量级的耗散孤子共振脉冲可能仍无法满足一些更高需求的领域产业，为了满足对更高脉冲能量的需求，研究高能量脉冲的产生方法很有必要。

发明内容

本申请提供了一种高能量耗散孤子共振矩形脉冲的产生系统，可以进一步的提高耗散孤子共振脉冲的能量，获得更高能级的耗散孤子共振脉冲。

解决现有技术中谐振腔产生的耗散孤子脉冲的能量偏低，无法更好地获取高能量的耗散孤子脉冲的技术问题。

本发明提供一种高能量耗散孤子共振矩形脉冲的产生系统，所述系统包括：基于非线性放大环形镜锁模技术的“9”字形谐振腔、双包层掺铥光纤预放大器及双包层掺铥光纤主功率放大器；

所述“9”字形谐振腔与所述双包层掺铥光纤预放大器相连接，所述双包层掺铥光纤预放大器与所述双包层掺铥光纤主功率放大器相连接；

所述“9”字形谐振腔用于产生耗散孤子共振矩形脉冲，所述耗散孤子共振矩形脉冲经过所述双包层掺铥光纤预放大器进行预放大处理，并传输至所述双包层掺铥光纤主功率放大器，进行提高能量和放大功率，以获得高能量耗散孤子共振矩形脉冲。

在本实施中，所述“9”字形谐振腔包括：第一泵浦源、第一合束器、第一双包层掺铥光纤、高非线性光纤、单模光纤及偏振控制器；

所述第一泵浦源与所述第一合束器相连接，所述第一泵浦源用于输出预设的第一泵浦光；

所述第一合束器与所述第一双包层掺铥光纤相连接，所述第一合束器用于将所述第一泵浦光耦合进所述第一双包层掺铥光纤；

所述第一双包层掺铥光纤用于为所述“9”字形谐振腔提供增益；

所述高非线性光纤与所述单模光纤相连接，所述高非线性光纤与所述单模光纤皆用于提高所述“9”字形谐振腔的非线性；

所述偏振控制器与所述单模光纤相连接，所述偏振控制器用于调整所述“9”字形谐振腔内的偏振态。