[發(fā)明專利]一種精確調(diào)節(jié)和穩(wěn)定鎖模光纖激光器重復(fù)頻率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110447231.7
• 申請(qǐng)日: 2021-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113178768B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江天;鄧清輝;殷科;張馨;宋登輝;許中杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/067
• 分類號(hào): H01S3/067;H01S3/098
• 代理公司: 國(guó)防科技大學(xué)專利服務(wù)中心 43202
• 代理人: 劉芳

一種精確調(diào)節(jié)和穩(wěn)定鎖模光纖激光器重復(fù)頻率的方法，通過(guò)光纖剪切、光纖拉錐和控制模塊控制三者結(jié)合，可以將鎖模光纖激光器的重復(fù)頻率精確調(diào)節(jié)和穩(wěn)定至目標(biāo)重復(fù)頻率。所述方法使得鎖模光纖激光器的重復(fù)頻率精確調(diào)節(jié)的效率高且適用對(duì)象受限度低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種精確調(diào)節(jié)和穩(wěn)定鎖模光纖激光器重復(fù)頻率的方法。

背景技術(shù)

光纖激光器是以摻雜稀土元素的光纖作為增益介質(zhì)的一種激光器。借助于被動(dòng)鎖模技術(shù)，在光纖激光器中加入可飽和吸收體，構(gòu)建的鎖模光纖激光器可以獲得皮秒、飛秒量級(jí)的超短脈沖輸出。隨著鎖模光纖激光器技術(shù)越來(lái)越成熟，鎖模光纖激光器已在諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用。其中在雙光梳光譜技術(shù)、光分頻器、分子躍遷譜線測(cè)量等精密計(jì)量領(lǐng)域，則對(duì)鎖模光纖激光器重復(fù)頻率的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)提出了更高的要求。

一種鎖模光纖激光器重復(fù)頻率的調(diào)節(jié)方法為：采用空間可調(diào)延遲線實(shí)現(xiàn)重復(fù)頻率的調(diào)節(jié)，重復(fù)頻率能在較大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)調(diào)諧，但僅能實(shí)現(xiàn)重復(fù)頻率的粗調(diào)，無(wú)法精確調(diào)節(jié)重復(fù)頻率。為了實(shí)現(xiàn)重復(fù)頻率的精確調(diào)節(jié)，另一種方法為：采用光纖剪切、光纖端面研磨和溫度調(diào)控結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了200MHz重復(fù)頻率的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，但是，光纖剪切過(guò)程需要將目標(biāo)腔長(zhǎng)與檢測(cè)得到的腔長(zhǎng)的差值降到100微米以下，光纖端面的研磨需要超高精度的相干光頻域反射計(jì)來(lái)測(cè)量腔長(zhǎng)，這些要求極大程度限制了該方法的實(shí)施效率以及適用范圍，比如，該方法不適用于諧振腔內(nèi)無(wú)光纖連接頭或者光纖連接頭端面為斜面的鎖模光纖激光器。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中重復(fù)頻率調(diào)節(jié)方法較為復(fù)雜、效率低下、應(yīng)用對(duì)象受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中重復(fù)頻率調(diào)節(jié)方法較為復(fù)雜、效率低下、應(yīng)用對(duì)象受限的問(wèn)題，從而提供一種精確調(diào)節(jié)和穩(wěn)定鎖模光纖激光器重復(fù)頻率的方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種精確調(diào)節(jié)和穩(wěn)定鎖模光纖激光器重復(fù)頻率的方法，包括：第一步驟：搭建并啟動(dòng)鎖模光纖激光器，所述鎖模光纖激光器的諧振腔內(nèi)具有光纖；第二步驟：檢測(cè)鎖模光纖激光器輸出的激光脈沖的重復(fù)頻率，并判斷檢測(cè)的重復(fù)頻率與目標(biāo)重復(fù)頻率的差值是否在第一預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)；第三步驟：若檢測(cè)的重復(fù)頻率與目標(biāo)重復(fù)頻率的差值超出第一預(yù)設(shè)閾值范圍，則對(duì)光纖進(jìn)行剪切熔接處理，剪切熔接處理包括：剪切掉部分光纖后熔接剪切端，或者，剪切斷光纖后熔接附加光纖，直至重復(fù)頻率與目標(biāo)重復(fù)頻率的差值在第一預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)；第四步驟：若檢測(cè)的重復(fù)頻率與目標(biāo)重復(fù)頻率的差值在第一預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)，則判斷檢測(cè)的重復(fù)頻率與目標(biāo)重復(fù)頻率的差值是否在第二預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)；第五步驟：若檢測(cè)的重復(fù)頻率與目標(biāo)重復(fù)頻率的差值的絕對(duì)值超出第二預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)，則對(duì)所述諧振腔內(nèi)的部分光纖進(jìn)行拉錐處理，直至重復(fù)頻率與目標(biāo)重復(fù)頻率的差值在第二預(yù)設(shè)閾值范圍內(nèi)，第二預(yù)設(shè)閾值范圍的上限值小于第一預(yù)設(shè)閾值范圍的上限值；第六步驟：若檢測(cè)的重復(fù)頻率與目標(biāo)重復(fù)頻率的差值在第二閾值范圍內(nèi)，則通過(guò)控制模塊和反饋執(zhí)行器件將鎖模光纖激光器的重復(fù)頻率調(diào)節(jié)到目標(biāo)重復(fù)頻率。

可選的，所述第一預(yù)設(shè)閾值范圍為0到Δf₁，第一預(yù)設(shè)閾值范圍的上限值Δf₁為：諧振腔的腔長(zhǎng)變化為光纖拉錐機(jī)最大可拉錐長(zhǎng)度時(shí)對(duì)應(yīng)的重復(fù)頻率的差值。

可選的，在第三步驟中，當(dāng)檢測(cè)的重復(fù)頻率與目標(biāo)重復(fù)頻率的差值大于Δf₁時(shí)，剪切熔接處理為：剪切斷光纖后熔接附加光纖；在第三步驟中，當(dāng)檢測(cè)的重復(fù)頻率小于目標(biāo)重復(fù)頻率時(shí)，剪切熔接處理包括：剪切掉部分光纖后熔接剪切端。

可選的，第二閾值范圍為0到Δf₂/2，第二預(yù)設(shè)閾值范圍的上限值為：諧振腔的腔長(zhǎng)變化為反饋執(zhí)行器件能調(diào)節(jié)的重復(fù)頻率的最大的一半。

可選的，第二預(yù)設(shè)閾值范圍的上限值為：諧振腔的腔長(zhǎng)變化為反饋執(zhí)行器件能調(diào)節(jié)的諧振腔的腔長(zhǎng)的最大長(zhǎng)度時(shí)對(duì)應(yīng)的重復(fù)頻率的差值的一半。