[發明專利]一種全光纖高重復頻率脈沖產生系統及方法

有效

• 申請號: 202011162870.0
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112332199B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 高茂華;孫曉杰
• 申請（專利權）人: 武漢中科銳擇光電科技有限公司
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/11
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 丁倩

1.一種全光纖高重復頻率脈沖產生系統，其特征在于，包括設定個數的共線式脈沖復制單元及一個分束式脈沖復制單元，所述設定個數的共線脈沖復制單元依次連接后與所述分束式脈沖復制單元連接；所述共線式脈沖復制單元包括光纖環形器、低反射率光纖光柵、可調光衰減器及高反射率光纖光柵，所述光纖環形器的第一輸出端口與低反射率光纖光柵連接，所述低反射率光纖光柵、可調光衰減器、高反射率光纖光柵依次連接；所述分束式脈沖復制單元包括光隔離器、光纖耦合器、第一光纖反射鏡及第二光纖反射鏡，所述光隔離器與光纖耦合器的第一輸入端口連接，所述光纖耦合器的第一、第二輸出端口分別與第一光纖反射鏡和第二光纖反射鏡連接；

第1級共線脈沖復制單元，用于將設定脈沖寬度、設定重復頻率為f_rep的入射脈沖調制為兩個時間間隔為t、重復頻率為2f_rep的超短脈沖序列；第m級共線脈沖復制單元，用于根據所述兩個時間間隔為t/2^m-2、重復頻率為2^m-1f_rep的超短脈沖序列，產生兩個時間間隔為t/2^m-1、重復頻率為2^mf_rep的超短脈沖序列；所述分束式脈沖復制單元，用于根據所述兩個時間間隔為t/2^m-1、重復頻率為2^mf_rep的超短脈沖序列，產生兩個時間間隔為t/2^m、重復頻率為2^m+1f_rep的超短脈沖序列；m為共線脈沖復制單元的設定個數，m≥2。

2.根據權利要求1所述的全光纖高重復頻率脈沖產生系統，其特征在于，所述第1級共線脈沖復制單元還包括輸入跳線頭，所述輸入跳線頭與所述光纖環形器輸入端口連通，所述光纖環形器用于接收入射脈沖。

3.根據權利要求1所述的全光纖高重復頻率脈沖產生系統，其特征在于，所述光纖環形器的輸入端口用于接收所述入射脈沖，所述入射脈沖經過光纖環形器第一輸出端口進入低反射率光纖光柵；

所述低反射率光纖光柵用于將入射脈沖的一部分能量反射至所述光纖環形器第一輸出端口，并將入射脈沖的另一部分能量傳送至所述可調光衰減器；

所述光纖環形器第二輸出端口用于將所述入射脈沖的一部分能量輸出，所述可調光衰減器將用于所述入射脈沖的另一部分能量傳送至高反射率光柵，所述高反射率光柵用于將所述入射脈沖的另一部分能量反射至所述光纖環形器第一輸出端口，所述入射脈沖的另一部分能量經過光纖環形器第二輸出端口輸出。

4.根據權利要求3所述的全光纖高重復頻率脈沖產生系統，其特征在于，所述第1級共線脈沖復制單元的低反射率光纖光柵與高反射率光纖光柵之間的光纖長度為L₁＝c/2nf_rep，所述第m級共線脈沖復制單元的低反射率光纖光柵與高反射率光纖光柵之間的光纖長度L_m＝c/2nf_rep·2^m-1，其中，c為光速，n為光纖折射率。

5.根據權利要求1所述的全光纖高重復頻率脈沖產生系統，其特征在于，所述分束式脈沖復制單元還包括輸出跳線頭，所述輸出跳線頭與光隔離器的第二輸入端口連接。

6.根據權利要求1所述的全光纖高重復頻率脈沖產生系統，其特征在于，所述光隔離器用于將入射脈沖的等分為兩個能量相同的脈沖，所述第一光纖反射鏡和第二光纖反射鏡分別用于將兩個能量相同的脈沖反射至光纖耦合器。

7.根據權利要求1所述的全光纖高重復頻率脈沖產生系統，其特征在于，所述光纖耦合器的第一輸出端口至第一光纖反射鏡之間的光纖長度與光纖耦合器的第一輸出端口至第二光纖反射鏡之間的光纖長度差L₀＝c/2nf_rep，其中，c為光速，n為光纖折射率。

8.一種根據權利要求1-7任一所述的全光纖高重復頻率脈沖產生系統的方法，其特征在于，包括以下步驟：將設定脈沖寬度、設定重復頻率為f_rep的入射脈沖調制為兩個時間間隔為t、重復頻率為2f_rep的超短脈沖序列；根據所述兩個時間間隔為t/2^m-2、重復頻率為2^m-1f_rep的超短脈沖序列，產生兩個時間間隔為t/2^m-1、重復頻率為2^mf_rep的超短脈沖序列；根據所述兩個時間間隔為t/2^m-1、重復頻率為2^mf_rep的超短脈沖序列，產生兩個時間間隔為t/2^m、重復頻率為2^m+1f_rep的超短脈沖序列，m≥2。