[發明專利]一種標量孤子雨激光器及標量孤子雨產生方法

有效

• 申請號: 202010065351.6
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111244739B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 趙俊清;周戩;蔣玉緣;李雷;趙鷺明;唐定遠;沈德元
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/08;H01S3/108
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

本發明公開了一種使用微光纖結型諧振器的標量孤子雨激光器及標量孤子雨產生方法。本發明屬于激光與物質相互作用領域，尤其涉及一種基于摻鉺光纖激光器和微光纖結型諧振器的標量孤子雨裝置。所述激光器包括泵浦源，波分復用器，摻鉺光纖，偏振控制器，光纖耦合器，若干單模光纖，非線性光纖，微光纖結型諧振器，偏振無關隔離器，偏振分束器；所述方法步驟為通過調節泵浦源，偏振控制器，實現方波類噪聲以及標量孤子雨，通過偏振控制器聯合偏振分束器將標量孤子雨分離。本發明全光纖化、結構緊湊、調節自由度大，可廣泛應用于激光傳感、環境檢測等領域。

技術領域

本發明屬于激光器技術領域，尤其涉及一種使用微光纖結型諧振器的標量孤子雨激光器及標量孤子雨產生方法。

背景技術

脈寬較長的脈沖往往需要較長的腔長。由于單模光纖具有較強的光場約束效應，激光諧振器腔較長情況下會累積比較大的非線性，通常就會導致產生多個脈沖。在某些情況下，峰值功率鉗制效應占主導地位時，即脈沖振幅固定在恒定值時，脈沖可以保持無分裂狀態，脈沖能量可以隨著泵浦功率的增加而增大，可產生所謂的耗散孤子共振。然而，并不是所有的方波或矩形脈沖都屬于耗散孤子共振脈沖。其中一些實際上是一種類似噪聲的脈沖，雖然其在示波器上仍顯示正方形輪廓，但自相關測量表明，它實際上是有一系列超短脈沖組成[1]。孤子雨是指在一個脈沖之中，很多數量的單孤子自發的分裂出來，以幾乎恒定的相對速度漂移，直到再次合并。Souad Chouli和Philippe Grelu首次在實驗中發現了孤子雨現象[2]。對于矢量孤子雨的研究已有報道[3]，但對于只出現在一個偏振方向的孤子雨，即完全標量的孤子雨的形成還未見諸文獻。

[1]Hao Liu,“Generation of multiwavelength noise-like square-pulses ina fiber laser,”IEEE Photon.Technol.Lett.26(19),1990-1993(2014)；

[2]Souad Chouli and Philippe Grelu,Rains of solitons in a fiberlaser,Opt.Express17(14),11776-11781(2009)；

[3]Dingyuan Tang,Vector multi-soliton operation and interaction in agraphene mode-locked fiber laser,Opt.Express 21,10010-10018(2013)。

發明內容

發明目的：為了解決目前尚未有產生標量孤子雨的問題，本發明提出一種標量孤子雨激光器及標量孤子雨產生方法，實現標量孤子雨光脈沖輸出。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：

一種使用微光纖結型諧振器的標量孤子雨激光器，包括泵浦源、波分復用器、摻鉺光纖、第一偏振控制器、第一光纖耦合器、單模光纖、非線性光纖、微光纖結型諧振器、偏振無關隔離器、第二偏振控制器、第二光纖耦合器、第三偏振控制器和偏振分束器；

所述波分復用器、摻鉺光纖、第一偏振控制器、第一光纖耦合器和非線性光纖通過單模光纖依次連接成雙向環路；連接于第一光纖耦合器和非線性光纖之間的單模光纖采用若干長度的標準單模光纖，用于增加腔長并累積腔內的非線性；第一光纖耦合器、微光纖結型諧振器、偏振無關隔離器、第二偏振控制器和第二光纖耦合器通過單模光纖依次連接成單向環路；所述雙向環路和單向環路構成8字形腔；所述泵浦源通過波分復用器的泵浦光輸入端口將泵浦光注入8字形腔。