[发明专利]一种基于声光装置的模式控制系统

说明书

本发明公开一种基于声光装置的模式控制系统，包括高功率脉冲产生装置、声光装置、光学成像装置和数据分析工具；本发明在高功率脉冲产生装置中加入了非线性光纤环路，使孤子锁模脉冲演化为耗散孤子共振脉冲，提高了装置的输出功率，实现了高功率的锁模脉冲输出，加入了声光装置，通过改变射频信号的频率，实现模式的选择性激发以及输出模式/混合模式的动态切换，加入的光学成像装置，可以将声光装置输出端口的模场放大，并投射在面阵激光光束分析仪的镜头上，使得分析模斑更为准确和便捷，同时本系统成本较低，适合推广。

技术领域

本发明涉及高阶模式控制系统技术领域，尤其涉及一种基于声光装置的模式控制系统。

背景技术

选择性激发横向模式是实现模分复用技术的重要手段之一，它指的是对于系统的输出模场中含有的不同模式，可以选择一个特定的比例，按照比例的不同，选择性激发横向模式可以分为完全激发某一特定模式和激发混合模式，对于前者的研究较为完备，可实现的方法有特种光纤法、相位板法、长周期光栅法等，对于后者，可实现的方法有数字全息法、模式分解法、耦合器法等，而现有对完全激发某一特定模式的研究方法均无法生成混合模式，对于激发混合模式的实现方法中数字全息法的计算复杂度高，计算量大，模式分解法需要一个特殊的电控偏振控制器，在实际运用中不易实现，耦合器法对不同的比例需要不同耦合比的耦合器，成本太高，由此可见完全激发某一特定模式和激发混合模式的实现方法互不相通，不利于模分复用技术的发展；

因此，本发明提出一种基于声光装置的模式控制系统以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种基于声光装置的模式控制系统，该基于声光装置的模式控制系统加入了非线性光纤环路提高了激光器的输出功率，实现了高功率的锁模脉冲输出，通过声光装置实现模式的选择性激发以及输出模式/混合模式的动态切换，光学成像装置可以将声光装置输出端口的模场放大，并准确投射在面阵激光光束分析仪的镜头上，使得分析模斑更为便捷。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种基于声光装置的模式控制系统，包括高功率脉冲产生装置、声光装置、光学成像装置和数据分析工具，所述高功率脉冲产生装置包括第一单模耦合器、第二单模耦合器、掺镱光纤泵浦光源、合束器、掺镱光纤、第一偏振控制器、第二偏振控制器和单模光纤，所述声光装置包括铝制圆锥、压电陶瓷片、电压放大器、信号发生器、第三偏振控制器和少模光纤，所述光学成像装置包括第一双胶合透镜、第二双胶合透镜、平面分束镜、偏振相关分束立方和面阵激光光束分析仪，所述数据分析工具包括示波器、功率计和计算机。

进一步改进在于：所述第一单模耦合器设有第一单模耦合器第一端口、第一单模耦合器第二端口和第一单模耦合器第三端口，所述第一单模耦合器第一端口和所述第一单模耦合器第二端口连接形成环路；所述第二单模耦合器设有第二单模耦合器第一端口、第二单模耦合器第二端口、第二单模耦合器第三端口和第二单模耦合器第四端口，所述第二单模耦合器第三端口和所述第二单模耦合器第四端口连接形成环路，所述高功率脉冲产生装置的输出端口为所述第二单模耦合器第二端口。

进一步改进在于：所述合束器设有合束器第一端口、合束器第二端口和合束器第三端口；所述增益光纤设有增益光纤第一端口和增益光纤第二端口；所述增益光纤泵浦光源与所述合束器第一端口连接，所述第一单模耦合器第三端口与所述合束器第二端口连接，所述增益光纤第一端口与所述合束器第三端口连接，所述增益光纤第二端口与所述第二单模耦合器第一端口连接。

进一步改进在于：所述第一偏振控制器和所述第二偏振控制器设置在所述第二单模耦合器的第三端口和所述第二单模耦合器第四端口之间。

进一步改进在于：所述少模光纤设有少模光纤第一端口、少模光纤第二端口和少模光纤中间部分，所述少模光纤中间部分为去涂覆层部分；所述第二单模耦合器第二端口与所述少模光纤第一端口连接，所述第三偏振控制器设置在靠近所述少模光纤第二端口一侧。