[發明專利]基于光纖環循環調制時間光柵的超短激光脈沖整形系統

有效

• 申請號: 201910241515.3
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109818237B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 唐玉龍;肖鴻晶;黃超
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/067;H01S3/10
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

1.一種基于光纖環循環調制時間光柵的超短激光脈沖整形系統，采用單縱模激光器(1)作為光源，特征在于其構成還包括初始斬波裝置、脈沖分束裝置、光纖環位相調制裝置、合束裝置、光纖環色散補償脈沖壓縮裝置；

所述的光纖環位相調制裝置包括N個光開關、N個位相調制器、N個光放大器、N條延時線和任意波形發生器(17)，所述的光纖環色散補償脈沖壓縮裝置包括第二摻鐿光纖放大器(14)、第N+1光開關(15)和色散補償光纖(16)，具體的結構及連接關系如下：

沿所述的單縱模激光器(1)輸出的脈沖光方向依次是強度調制器(2)、第一摻鐿光纖放大器(3)、光纖分束器(4)，該光纖分束器(4)將經第一摻鐿光纖放大器(3)輸出的脈沖光分為N路光束，其中N為2以上的正整數；

沿第一路光束方向依次設置的第一光開關(5)、第一相位調制器(7)與第一光放大器(8)構成的第一光纖環位相調制器，該第一光纖環位相調制器輸出的光束經第1延時線(6)輸出，沿第二路光束方向依次設置的第二光開關、第二相位調制器與第二光放大器構成第二光纖環位相調制器，該第二光纖環位相調制器輸出的光束經第二延時線輸出，﹍，沿第N路光束方向依次設置的第N光開關(9)、第N相位調制器(11)與第N光放大器(12)構成第N光纖環位相調制器，該第N光纖環位相調制器輸出的光束經第N延時線(10)輸出；所述的第1延時線(6)、第2延時線，﹍第N延時線(10)的輸出端與所述的合束裝置(13)的輸入端相連，該合束裝置(13)的輸出端與所述的第二摻鐿光纖放大器(14)的輸入端相連，該第二摻鐿光纖放大器(14)的輸出端與第N+1光開關(15)的第1輸入端口相連，在第N+1光開關(15)的第2輸入端口和第2輸出端口之間連接色散補償光纖(16)，所述的第N+1光開關(15)的第2輸出端口為本系統輸出端口；

所述的任意波發生器(17)的輸出端分別與所述的斬波所用的強度調制器(2)、光纖環所用的第一光開關(5)、第一位相調制器(7)、第二光開關、第二相位調制器、﹍、第N光開關(9)、第N相位調制器(11)的控制端相連。

2.根據權利要求1所述的超短激光脈沖整形系統，其特征在于所述的分束路數N與相位差是根據激光脈沖合束后光場強度公式(1)來確定：

其中，I₀(t)為分束前光脈沖強度，N是分束路數，φ_i是第i支路上位相調制系統所施加的位相，為相鄰光路的相位差。

3.根據權利要求1所述的超短激光脈沖整形系統，其特征在于所述的色散補償光纖(16)應根據下列公式控制反常色散量，確保脈沖不會被過度壓縮：

其中，是合束之后的頻域信號，β′₂是反常色散光纖施加的群速度色散參量。

4.根據權利要求1所述的超短激光脈沖整形系統，其特征在于所述的單縱模激光器(1)的頻譜帶寬小于100KHz，輸出最大功率為100mw。

5.根據權利要求1所述的超短激光脈沖整形系統，其特征在于所述的第一光放大器(8)、第二光放大器、﹍、第N光放大器(12)都為摻鐿光纖放大器，所述的第一摻鐿光纖放大器(3)、第一光放大器(8)、第二光放大器、﹍、第N光放大器(12)和第二摻鐿光纖放大器(14)為可調諧放大器，放大范圍為0～25dB，最大輸出功率為5W。

6.根據權利要求1所述的超短激光脈沖整形系統，其特征在于所述的分束器(4)為光纖分束器，分束比例為1：1：……1，消光比≥18dB，帶寬15nm。

7.根據權利要求1至6任一項所述的超短激光脈沖整形系統，其特征在于所述的第一相位調制器(7)、第二相位調制器、﹍、第N相位調制器(11)的半波電壓為4V，3dB帶寬大于10GHz。