[發明專利]一種能量可調脈沖簇光纖激光器及調控方法

在審

• 申請號: 202010692484.6
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111834871A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 陳偉成;李夢賢;何銀斌
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/08;H01S3/102;H01S3/11
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 葉潔勇

1.一種能量可調脈沖簇光纖激光器，其特征在于，包括：主諧振腔和附屬腔；

所述主諧振腔用于產生基頻鎖模脈沖；所述主諧振腔包括：抽運光源、波分復用器、增益光纖、光纖環路器、材料飽和吸收體、偏振控制器和第一光纖耦合器；所述抽運光源的輸出端通過單模光纖與波分復用器的第一輸入端連接，所述波分復用器的輸出端通過單模光纖與增益光纖的一端連接，所述增益光纖的另一端通過單模光纖與光纖環路器的第一端連接，所述光纖環路器的第三端通過單模光纖與材料飽和吸收體的一端連接，所述材料飽和吸收體的另一端通過單模光纖與偏振控制器的一端連接，所述偏振控制器的另一端通過單模光纖與第一光纖耦合器的輸入端連接，所述第一光纖耦合器的第一輸出端通過單模光纖與波分復用器的第二輸入端連接，所述第一光纖耦合器的第二輸出端用于輸出激光；

所述附屬腔用于對所述基頻鎖模脈沖進行調制；所述附屬腔包括：分光比可調X型光纖耦合器、光纖延時線和第二光纖耦合器，所述分光比可調X型光纖耦合器的第一輸入端通過單模光纖與光纖環路器的第二端連接，所述分光比可調X型光纖耦合器的第二輸入端通過單模光纖與光纖延時線的一端連接；所述分光比可調X型光纖耦合器的第一輸出端通過單模光纖與其第二輸出端連接形成閉環，所述光纖延時線的另一端通過單模光纖與第二光纖耦合器的第一輸入端連接，所述第二光纖耦合器的第一輸出端和第二輸出端通過單模光纖連接形成閉環。

2.根據權利要求1所述的一種能量可調脈沖簇光纖激光器，其特征在于，還包括加熱器，所述光纖延時線放置在加熱器的加熱面上，所述加熱器用于給光纖延時線加熱。

3.根據權利要求1所述的一種能量可調脈沖簇光纖激光器，其特征在于，所述材料飽和吸收體的材質包括：石墨烯、碳納米管、黑磷、二硫化鉬、半導體飽和吸收鏡或者酒精任意一項。

4.根據權利要求1所述的一種能量可調脈沖簇光纖激光器，其特征在于，所述第一光纖耦合器為Y型光纖耦合器，所述第一光纖耦合器的固定分光比范圍在99:1到60:40之間。

5.根據權利要求1所述的一種能量可調脈沖簇光纖激光器，其特征在于，所述分光比可調X型光纖耦合器的分光比可以動態調節，調節范圍在99:1到50:50，所形成的物理功能等效于附屬腔的一個腔鏡，其腔鏡反射率在4％-100％范圍動態可調。

6.根據權利要求5所述的一種能量可調脈沖簇光纖激光器，其特征在于，所述第二光纖耦合器的固定分光比為50:50，所形成的物理功能等效于附屬腔的另一腔鏡，其腔鏡反射率為100％。

7.根據權利要求1所述的一種能量可調脈沖簇光纖激光器，其特征在于，所述附屬腔構成一個物理效應上的動態可調濾波器，對產生的基頻鎖模脈沖序列進行幅值調制與脈動輪廓調制。

8.一種能量可調脈沖簇光纖激光器的調控方法，其特征在于：該方法是應用于權利要求1至7任一項所述的能量可調脈沖簇光纖激光器，包括：

步驟1、旋轉偏振控制器的手柄角度與手柄的擠壓強度，調節抽運功率，基于材料飽和吸收體，主諧振腔產生自啟動基頻鎖模脈沖；

步驟2、調節附屬腔中分光比可調X型光纖耦合器的分光比，對主諧振腔產生的基頻鎖模脈沖序列進行動態的幅值調制，調制深度從0％—100％動態變化，從而獲得激光能量動態可調的脈沖簇；

步驟3、對附屬腔中的光纖延時線進行加熱，改變附屬腔的腔長，實現對鎖模脈沖序列的脈動時間輪廓的調制，脈動時間輪廓寬度范圍可在1ns到900ns之間動態變化，從而獲得能量動態變化的激光脈沖簇。