[发明专利]一种精确调节和稳定锁模光纤激光器重复频率的方法

说明书

一种精确调节和稳定锁模光纤激光器重复频率的方法，通过光纤剪切、光纤拉锥和控制模块控制三者结合，可以将锁模光纤激光器的重复频率精确调节和稳定至目标重复频率。所述方法使得锁模光纤激光器的重复频率精确调节的效率高且适用对象受限度低。

技术领域

本发明属于激光技术领域，尤其涉及一种精确调节和稳定锁模光纤激光器重复频率的方法。

背景技术

光纤激光器是以掺杂稀土元素的光纤作为增益介质的一种激光器。借助于被动锁模技术，在光纤激光器中加入可饱和吸收体，构建的锁模光纤激光器可以获得皮秒、飞秒量级的超短脉冲输出。随着锁模光纤激光器技术越来越成熟，锁模光纤激光器已在诸多领域得到应用。其中在双光梳光谱技术、光分频器、分子跃迁谱线测量等精密计量领域，则对锁模光纤激光器重复频率的精准调节提出了更高的要求。

一种锁模光纤激光器重复频率的调节方法为：采用空间可调延迟线实现重复频率的调节，重复频率能在较大的范围内实现调谐，但仅能实现重复频率的粗调，无法精确调节重复频率。为了实现重复频率的精确调节，另一种方法为：采用光纤剪切、光纤端面研磨和温度调控结合的方式，实现了200MHz重复频率的精准调节，但是，光纤剪切过程需要将目标腔长与检测得到的腔长的差值降到100微米以下，光纤端面的研磨需要超高精度的相干光频域反射计来测量腔长，这些要求极大程度限制了该方法的实施效率以及适用范围，比如，该方法不适用于谐振腔内无光纤连接头或者光纤连接头端面为斜面的锁模光纤激光器。

然而，现有技术中重复频率调节方法较为复杂、效率低下、应用对象受限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中重复频率调节方法较为复杂、效率低下、应用对象受限的问题，从而提供一种精确调节和稳定锁模光纤激光器重复频率的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种精确调节和稳定锁模光纤激光器重复频率的方法，包括：第一步骤：搭建并启动锁模光纤激光器，所述锁模光纤激光器的谐振腔内具有光纤；第二步骤：检测锁模光纤激光器输出的激光脉冲的重复频率，并判断检测的重复频率与目标重复频率的差值是否在第一预设阈值范围内；第三步骤：若检测的重复频率与目标重复频率的差值超出第一预设阈值范围，则对光纤进行剪切熔接处理，剪切熔接处理包括：剪切掉部分光纤后熔接剪切端，或者，剪切断光纤后熔接附加光纤，直至重复频率与目标重复频率的差值在第一预设阈值范围内；第四步骤：若检测的重复频率与目标重复频率的差值在第一预设阈值范围内，则判断检测的重复频率与目标重复频率的差值是否在第二预设阈值范围内；第五步骤：若检测的重复频率与目标重复频率的差值的绝对值超出第二预设阈值范围内，则对所述谐振腔内的部分光纤进行拉锥处理，直至重复频率与目标重复频率的差值在第二预设阈值范围内，第二预设阈值范围的上限值小于第一预设阈值范围的上限值；第六步骤：若检测的重复频率与目标重复频率的差值在第二阈值范围内，则通过控制模块和反馈执行器件将锁模光纤激光器的重复频率调节到目标重复频率。

可选的，所述第一预设阈值范围为0到Δf₁，第一预设阈值范围的上限值Δf₁为：谐振腔的腔长变化为光纤拉锥机最大可拉锥长度时对应的重复频率的差值。

可选的，在第三步骤中，当检测的重复频率与目标重复频率的差值大于Δf₁时，剪切熔接处理为：剪切断光纤后熔接附加光纤；在第三步骤中，当检测的重复频率小于目标重复频率时，剪切熔接处理包括：剪切掉部分光纤后熔接剪切端。

可选的，第二阈值范围为0到Δf₂/2，第二预设阈值范围的上限值为：谐振腔的腔长变化为反馈执行器件能调节的重复频率的最大的一半。

可选的，第二预设阈值范围的上限值为：谐振腔的腔长变化为反馈执行器件能调节的谐振腔的腔长的最大长度时对应的重复频率的差值的一半。