[發明專利]被動鎖模光纖激光器

無效

• 申請號: 201310155815.2
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103227406A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 陳國梁;張先明;蔣祺
• 申請（專利權）人: 陳國梁;張先明;蔣祺
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/098
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 曾少麗

技術領域

本發明涉及光纖激光器領域，特別涉及一種能夠自動調整光纖電控偏振控制器的激光偏振態并能夠自動判斷是否進入最佳激光偏振態的被動鎖模光纖激光器。

背景技術

鎖模激光器是產生超短脈沖(fs-ps)的主要手段。對于特定的激光器諧振腔存在一定的縱模，當激光器超過泵浦閾值時，如果腔內沒有選頻器件，則所有滿足諧振條件的縱模都將開始參與振蕩，但通常未加縱?？刂频募す馄魇翘幱谧杂烧袷帬顟B的，也就是各個縱模之間沒有固定的相位關系，其結果是激光器的輸出光是連續的，無法得到周期性的激光脈沖。而鎖模的基本原理是將滿足起振條件的各個縱模的相對相位以某種形式進行鎖定，在時間坐標軸上來看，在某些時刻上，所有的振蕩模式都同時到達振幅最大的位置，相干疊加形成周期性的、強度極大提高的超短脈沖序列，這種鎖模脈沖序列也可以理解為時間域上的相干亮條紋。

被動鎖模是在激光器腔內加入被動鎖模器件，例如可飽和吸收體，或者利用非線性效應使光纖激光器腔等效成一個可飽和吸收體，如NALM等。使脈沖在通過鎖模器件時，功率最大的峰值位置處的損耗最小，而功率較低的前后沿的損耗較大。在多次循環后，并且滿足激光起振條件時，形成穩定的超短脈沖并輸出。

被動鎖模激光器結構簡單，是真正的全光纖器件，利用光纖的非線性效應，可以產生最短的光學脈沖，而激光腔內無需任何的主動器件。它可以充分利用摻雜光纖的增益帶寬，從理論上講，可直接產生飛秒（ｆｓ）光脈沖。被動鎖模光纖激光器是利用光纖的非線性效應來實現鎖模的，因此它的不足之處在于輸出脈沖重復頻率的穩定度差，不能外界調控。由于光纖激光器具有寬帶寬優勢，利用非線性偏振旋轉以及利用非線性光纖環形鏡是目前產生超短脈沖的最有效方法。

但目前被動鎖模光纖激光器實際使用中的最大障礙在于自啟動困難，以及運行中受外界因素影響常常導致工作狀態不穩定，甚至完全丟失鎖模狀態。主要原因是較長的光纖長度造成的非常大的非線性相移，溫度以及壓力的變化也引起鎖模過程中的光纖雙折射幅度的漲落。針對上述問題與缺陷需要提供一種可以實時自動監測和精密控制被動鎖模光纖激光器，有效解決上述問題，對被動鎖模激光器的性能做大幅改進。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種被動鎖模光纖激光器，其目的是解決外界環境因素影響導致激光器難以自啟動、工作狀態不穩定、鎖模狀態易丟失、難以達到最佳工作狀態的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種被動鎖模光纖激光器,它包括被動鎖模光纖激光器諧振腔、電控光纖偏振控制器、光分束器、光電探測器、激光輸出端口、液晶顯示模塊，所述的光電探測器接受分束器的激光脈沖信號，轉換為電信號后輸入反饋控制模塊，經反饋控制模塊分析處理后輸出電壓控制電控光纖偏振控制器，自動調節激光器腔內偏振態。

所述的電控光纖偏振控制器由壓電陶瓷和光纖構成，通過施加在壓電陶瓷上的電壓擠壓光纖，可以調節光纖內的光場偏振態，該電控光纖偏振控制器通過光纖熔接接入激光諧振腔，激光諧振腔保持全光纖結構。

以下方法實現對被動鎖模光纖激光器中光纖電控偏振控制器激光偏振態自動進行調節：光電探測器接收分束器的激光信號，轉換為電脈沖信號后輸入反饋控制模塊，所述的反饋控制模塊將從光電探測器接收的電脈沖信號導入電路后經放大器、比較器得到PECL電平脈沖，再經過高速分頻取樣成3.3V標準LVTTL方波，再經過低速分頻器降頻后，以單片機為核心對上述提供的方波計數，同時反饋控制數模轉換器DAC輸出的控制電壓，該電壓經過放大后加載在光纖電控偏振控制器上調節激光偏振態，從而調節激光器工作狀態。

判斷被動鎖模光纖激光器是否進入最佳工作狀態的方法：激光器最佳工作狀態時輸出信號應為等間距、等高度的周期性脈沖序列，因此所述的反饋控制模塊，通過反饋控制模塊控制比較器閾值電壓，在0V電壓至探測器采集的最大脈沖電壓之間，以10%為步進，從高至低逐步調節比較器閾值電壓，依次在不同的閾值電壓下對信號做判斷，如果所有閾值電壓下的計數值都判斷為正確，則認為激光器進入最佳工作狀態，否則則認為未進入最佳工作狀態。