[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

本發明涉及一種全光纖高重復頻率脈沖產生系統及方法，所述系統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；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；分束式脈沖復制單元，用于根據兩個時間間隔為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。本發明所述系統，有效提高了輸入脈沖的重復頻率并降低脈沖序列時間間距，同時方案較為簡單且系統便于集成。

技術領域

本發明涉及超短脈沖技術領域，尤其涉及一種全光纖高重復頻率脈沖產生系統及方法。

背景技術

高重復頻率超短脈沖已經廣泛應用于光學頻率梳、高速光纖通訊、光子微波系統等領域，是國內外眾多研究機構的研究熱點之一；目前，隨著激光消融技術的飛速發展，材料精密加工領域對高重復頻率超短脈沖的需求日益增長，特別是使用現有激光系統，獲得高重復頻率脈沖串模式的激光光源成為提高系統加工效率和加工精度，降低激光加工系統開發和維護成本的重要研究課題之一。

當前直接產生高重復頻率超短脈沖產生主要有兩種技術手段；首先是使用腔型結構緊湊的光纖或者固體激光器，通過縮短腔長實現重復頻率的提升，然而受限于器件和增益光纖的限制，需要較高的泵浦功率以實現穩定的鎖模脈沖，否則將會導致激光系統工作穩定性下降；另一種技術手段是通過電光調制技術，通過對連續激光器的相位和幅度進行多次調制，獲得高重復頻率脈沖序列，但是受限于調制后的光譜寬度，且需要復雜的頻譜擴展技術才能獲得皮秒量級的脈沖；另外一種技術途徑是通過外置延時線的方式獲得高重復頻率脈沖序列，其核心是通過偏振分束原理，對不同偏振態進行延時再合束，提高脈沖的重復頻率；這種技術通常使用空間結構，體積大、成本高，調節操縱復雜，系統難以集成。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種全光纖高重復頻率脈沖產生系統及方法，用以解決現有技術中方案復雜及難以集成的問題。

本發明提供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；

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。

進一步地，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。