[發明專利]一種譜受限傅里葉域鎖模光纖激光器

有效

• 申請號: 201810943882.3
• 申請日: 2018-08-18
• 公開（公告）號: CN109038191B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 孫琪真;柳博文;羅亦楊;向陽;劉德明
• 申請（專利權）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

本發明公開了一種譜受限傅里葉域鎖模光纖激光器，其通過光學增益模塊為激光器的正常運作提供光學增益放大機制，光環形器耦合可飽和吸收體，可飽和吸收體可實現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，借助偏振控制器，改變激光器內部光路的局部偏振狀態，通過引入色散管理時延模塊，可為激光器諧振腔內部提供色散管理機制，增加腔內激光的繞行時間，降低激光器諧振頻率，同時，設定波長掃描驅動信號頻率與激光腔諧振頻率相匹配，使得傅立葉域鎖模激光腔內各掃描波長激光繞行一周回到波長掃描模塊時與其透波長一致，恰好可再次通過。本發明的鎖模光纖激光器可實現高波長掃描頻率、窄脈沖線寬及超短激光脈寬等優勢。

技術領域

本發明屬于光纖激光、超快光學以及非線性光學領域，尤其是高速離散掃描的超短鎖模激光脈沖現象，在寬帶波分復用光纖通信、光纖傳感等領域具有優秀的研究價值和潛在應用，更具體地，涉及一種譜受限傅里葉域鎖模光纖激光器。

背景技術

波長是光的一個基本物理量，也是光電信息技術及其相關領域一個重要的應用維度，據此可以實現超大容量的高速光通信和傳感網絡。分布式傳感領域，以及相干成像系統中，傅里葉域鎖模光纖激光器可以產生較高掃描頻率的脈沖激光，其信號解調能力具有特殊的應用潛力。對比傳統的可調諧光纖激光器，傅里葉域鎖模光纖激光器具備較寬的光譜帶寬、較高的工作頻率及較短的脈沖寬度，作為特種激光光源對上述應用十分關鍵，具有非常重要的研究意義和應用價值。

目前主要的商用可調諧光纖激光器采用電控可調濾波器實現中心波長的調節，這種方法不僅破壞了全光纖的激光諧振腔結構，同時限制了調諧速率、調諧范圍和激光器的性能。傳統的傅里葉域鎖模光纖激光器在此基礎之上提高了工作頻率，改進了光束質量，但是激光器能量被分散在了寬帶的連續波中，光譜由掃頻器決定。因此譜受限傅里葉域鎖模光纖激光器作為升級方案，對能量的利用效率更高，同時由于引入了波長二次選擇的機制，使得激光器具備信號精確解調的能力，發揮出特有的應用潛力。

綜上所述，現階段商品化可調諧激光器結構普遍基于可調濾波器實現波長掃描，其掃描速度慢、光束質量不高、功能較少、適用面有限。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種譜受限傅里葉域鎖模光纖激光器，由此解決傳統傅里葉域鎖模光纖激光器性能受限的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種譜受限傅里葉域鎖模光纖激光器，包括：光環形器、偏振控制器、可飽和吸收體、波長掃描驅動模塊、色散管理延時模塊、光學增益模塊及輸出模塊；

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

所述光環形器，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后，將所述可飽和吸收體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，用于實現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，用于改變激光器內部光路的局部偏振狀態，以實現激光脈沖的鎖模運轉及鎖模狀態的調節和切換；

所述色散管理延時模塊，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；