[發(fā)明專利]一種譜受限傅里葉域鎖模光纖激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810943882.3
• 申請日: 2018-08-18
• 公開（公告）號: CN109038191B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫琪真;柳博文;羅亦楊;向陽;劉德明
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳華中科技大學研究院;華中科技大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/098
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

1.一種譜受限傅里葉域鎖模光纖激光器，其特征在于，包括：光環(huán)形器(1)、偏振控制器(2)、可飽和吸收體(3)、波長掃描驅(qū)動模塊、色散管理延時模塊(6)、光學增益模塊(8)及輸出模塊；

所述光環(huán)形器(1)的第一端口與所述偏振控制器(2)的第一端相連，所述光環(huán)形器(1)的第二端口與所述可飽和吸收體(3)相連，所述光環(huán)形器(1)的第三端口與所述輸出模塊的第一端相連；所述偏振控制器(2)的第二端與所述波長掃描驅(qū)動模塊的第一端相連；所述波長掃描驅(qū)動模塊的第二端與所述色散管理延時模塊(6)的第一端連接，所述色散管理延時模塊(6)的第二端與所述光學增益模塊(8)的第一端連接，所述光學增益模塊(8)的第二端與所述輸出模塊的第二端連接；

所述光學增益模塊(8)，用于為激光器注入泵浦光能量，為激光器的正常運作提供光學增益放大機制；

所述光環(huán)形器(1)，用于將所述第一端口的輸入光通過所述第二端口傳輸至所述可飽和吸收體(3)后，將所述可飽和吸收體(3)的輸出光從所述第二端口饋送至所述第三端口；所述可飽和吸收體(3)，用于實現(xiàn)激光器的自啟動鎖模，同時能壓縮激光脈沖線寬，從而獲得超短激光脈沖；

所述偏振控制器(2)，用于改變激光器內(nèi)部光路的局部偏振狀態(tài)，以實現(xiàn)激光脈沖的鎖模運轉(zhuǎn)及鎖模狀態(tài)的調(diào)節(jié)和切換；

所述色散管理延時模塊(6)，用于提供色散管理機制，增加激光的繞行時間，降低激光器諧振頻率；

所述波長掃描驅(qū)動模塊，用于產(chǎn)生波長掃描驅(qū)動信號，并利用所述波長掃描驅(qū)動信號對激光脈沖波長進行濾波掃描，最終從所述輸出模塊輸出高速掃頻的超短傅里葉域鎖模脈沖，其中，所述波長掃描驅(qū)動模塊的掃描部分為離散工作方式，所述波長掃描驅(qū)動信號的頻率與激光器的工作基腔諧振頻率相匹配，波形為離散的階梯方波；所述波長掃描驅(qū)動模塊包括：波長掃描模塊(4)及波長掃描驅(qū)動信號發(fā)生模塊(5)；

所述波長掃描驅(qū)動信號發(fā)生模塊(5)，用于產(chǎn)生頻率與激光器的工作基腔諧振頻率相匹配的波長掃描驅(qū)動信號，并基于所述波長掃描驅(qū)動信號驅(qū)動所述波長掃描模塊(4)對激光脈沖波長進行濾波掃描，使得激光器的諧振腔長跟隨工作重復頻率周期變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于，所述波長掃描驅(qū)動信號發(fā)生模塊(5)包括：波形發(fā)生模塊(11)、編碼控制模塊(12)及頻譜采集分析模塊(13)；

所述頻譜采集分析模塊(13)，用于采集并分析激光器的工作基腔重復頻率，將分析數(shù)據(jù)傳輸給所述編碼控制模塊(12)；

所述編碼控制模塊(12)，用于根據(jù)所述頻譜采集分析模塊(13)上傳的激光器的工作基腔頻率數(shù)據(jù)進行編碼，并將編譯完成的控制碼傳輸至所述波形發(fā)生模塊(11)；

所述波形發(fā)生模塊(11)，用于根據(jù)所述編碼控制模塊(12)輸送的控制碼產(chǎn)生相應頻率和波形的波長掃描驅(qū)動信號，為激光器穩(wěn)定運行引入了負反饋機制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于，所述波長掃描模塊(4)的工作方式為電壓驅(qū)動，由敏感壓電陶瓷構(gòu)成，掃描方式為離散掃描，工作時，壓電陶瓷依據(jù)所述波長掃描驅(qū)動信號解調(diào)得到的電壓信號調(diào)節(jié)自身震動特性，使得激光器的諧振腔長跟隨工作重復頻率周期性離散變化，進而對激光波長進行離散掃描，最終輸出周期性的譜受限離散波長激光脈沖。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光器，其特征在于，所述可飽和吸收體(3)的工作方式為被動反射式，其結(jié)構(gòu)是在半導體反射鏡上生長具備可飽和吸收性質(zhì)的半導體薄膜，工作時，在強光下，所述可飽和吸收體(3)激發(fā)漂白效應，大部分光能量可無損透過半導體薄膜到達所述半導體反射鏡表面，之后再次反射回激光器中；在弱光下，所述可飽和吸收體(3)體現(xiàn)出不飽和吸收特性，弱光被吸收損耗，進而使得脈寬逐漸變窄。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的激光器，其特征在于，所述色散管理延時模塊(6)，通過色散介質(zhì)調(diào)節(jié)對入射光脈沖引入的時延，使得激光器內(nèi)激光脈沖循環(huán)時間延長，降低工作重復頻率，匹配所述波長掃描模塊(4)的掃描頻率，同時對各離散波長分量激光進行色散管理，以使得各離散波長分量激光獲得相同的腔內(nèi)循環(huán)時間。