[发明专利]基于相位偏置的线型腔锁模光纤激光器及控制方法

权利要求书

1.一种基于相位偏置的线型腔锁模光纤激光器，包括泵浦源、与泵浦源连接的波分复用器、与波分复用器的公共端相连的保偏增益光纤以及与波分复用器的透射端连接的准直器；其特征在于，该激光器还包括：

双折射晶体，用于将激光器振荡随机形成的小脉冲光投影到双折射晶体的快轴和慢轴上进行相位偏置，使小脉冲光转换成包括正交的第一偏振光和第二偏振光的正交脉冲光；

法拉第旋转器，用于正交脉冲光的偏振方向顺时针旋转45°；

二分之一波片，用于对正交脉冲光进行偏振态调节，以将第一偏振光和第二偏振光分别投射到准直器的快轴和慢轴上；

与保偏增益光纤相连的法拉第旋光镜，用于将正交脉冲光旋转90°，使正交脉冲的第一偏振光和第二偏振光相互交换传输路径后，顺次经保偏增益光纤、波分复用器、准直器、二分之一波片、法拉第旋转器及双折射晶体传输；

偏振分光棱镜，用于将经双折射晶体返回的正交脉冲光产生干涉实现锁模后分成两路；

高反射镜，用于将偏振分光棱镜输出的一路透射光反射回线型腔内。

2.根据权利要求1所述基于相位偏置的线型腔锁模光纤激光器，其特征在于，波分复用器和光纤准直器由光纤波分复用准直器代替，泵浦源与光纤波分复用准直器相连。

3.根据权利要求1所述基于相位偏置的线型腔锁模光纤激光器，其特征在于，在偏振分光棱镜与高反射镜之间设置色散元件。

4.根据权利要求3所述基于相位偏置的线型腔锁模光纤激光器，其特征在于，色散元件为光栅对。

5.根据权利要求4所述基于相位偏置的线型腔锁模光纤激光器，其特征在于，光栅对的光栅密度范围为150条/毫米~2000条/毫米。

6.根据权利要求1所述基于相位偏置的线型腔锁模光纤激光器，其特征在于，保偏增益光纤采用大模场面积保偏光纤、掺杂增益保偏光纤、大模场面积双包层保偏光纤或保偏光子晶体光纤。

7.根据权利要求1所述基于相位偏置的线型腔锁模光纤激光器，其特征在于，法拉第旋转器采用薄片式法拉第旋转器，或磁光晶体插入永磁体中构成的法拉第旋转器。

8.根据权利要求1所述基于相位偏置的线型腔锁模光纤激光器，其特征在于，双折射晶体产生的相位偏置大小由双折射晶体的性质和厚度决定，即，其中，为e光的折射率，为o光的折射率，l为双折射晶体的厚度，λ为波长。

9.根据权利要求1所述基于相位偏置的线型腔锁模光纤激光器，其特征在于，保偏增益光纤的长度可调以通过调节保偏增益光纤的长度来调节激光器的腔长。

10.根据权利要求1-9任何一项所述基于相位偏置的线型腔锁模光纤激光器的控制方法，其特征在于，包括步骤：

步骤S1、通过波分复用器将泵浦源的泵浦光耦合到激光器的线型腔内，将泵浦源的泵浦功率提高到激光器的阈值之上；

步骤S2、通过将光准直器与高反射镜对准设置，使激光器发生振荡随机形成小脉冲光；

步骤S3、将线偏振态的小脉冲光投影到双折射晶体的快轴和慢轴进行相位偏置调节，使小脉冲光转换成包括正交的第一偏振光和第二偏振光的正交脉冲光；

步骤S3、由法拉第旋转器将正交脉冲光的偏振方向顺时针旋转45°；

步骤S4、由二分之一波片将正交脉冲光的偏振方向投射到准直器的快轴和慢轴上，并让正交脉冲进入保偏增益光纤内放大产生激光增益；

步骤S5、由法拉第旋光镜将正交脉冲光旋转90°，使正交脉冲光的第一偏振光和第二偏振光相互交换传输路径后，顺次经保偏增益光纤、波分复用器、准直器、二分之一波片、法拉第旋转器及双折射晶体传输；

步骤S6、正交脉冲光在返回至偏振分光棱镜时产生干涉实现锁模，由偏振分光棱镜将干涉光分成两路，一路透射光由高反射镜反射回线型腔内，而另一路反射光耦合为激光器的输出。