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专利号: 2023111495670
申请人: 西北工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种生成多波长同步脉冲激光的全光纤激光器,其特征在于,包括:通过光纤熔接方式依次连接的泵浦源、波分复用器、增益光纤、环形器、平行集成光纤光栅、输出耦合器、可饱和吸收体、偏振控制器和单模光纤;所述环形器的第一端口尾纤与所述增益光纤的输出端尾纤熔接,第二端口尾纤与所述平行集成光纤光栅的尾纤熔接,第三端口尾纤与所述输出耦合器的输入端尾纤熔接,所述单模光纤的输出端尾纤与所述波分复用器的直通端尾纤熔接,以形成光纤环形激光谐振腔;

其中,所述增益光纤为掺铒光纤;所述平行集成光纤光栅用于对所述增益光纤产生的信号激光进行多通道滤波,以生成多波长信号激光;所述可饱和吸收体用于对所述输出耦合器直通端输出的多波长循环信号激光进行被动调Q调制、交叉相位调制和交叉吸收调制,2

以生成多波长同步脉冲激光;所述光纤环形激光谐振腔的净色散大于或等于−0.14ps 且小2

于或等于0.005ps。

2.根据权利要求1所述的生成多波长同步脉冲激光的全光纤激光器,其特征在于:所述波分复用器用于将接收到的由所述泵浦源产生的泵浦光和所述单模光纤输出的信号激光传输至所述增益光纤;

所述增益光纤用于在所述泵浦光作用下对所述信号激光进行功率放大;

所述输出耦合器的直通端尾纤与所述可饱和吸收体的输入端尾纤熔接,用于根据预设输出耦合比将所述多波长信号激光分为所述多波长循环信号激光和多波长输出信号激光,所述多波长输出信号激光通过所述输出耦合器的耦合端输出;

所述偏振控制器用于对所述多波长同步脉冲激光的偏振态和损耗进行优化;

所述单模光纤用于对所述光纤环形激光谐振腔的净色散进行调节,以保证所述多波长同步脉冲激光的稳定性。

3.根据权利要求1或2所述的生成多波长同步脉冲激光的全光纤激光器,其特征在于:所述平行集成光纤光栅是一根具有多个相互平行布拉格光栅的单模光纤,所述布拉格光栅是通过飞秒激光逐点写入法在所述单模光纤的纤芯中刻成的,并且各所述布拉格光栅具有不同的中心波长。

4.根据权利要求1或2所述的生成多波长同步脉冲激光的全光纤激光器,其特征在于:所述偏振控制器为挤压式光纤偏振控制器或者三环式光纤偏振控制器;

所述可饱和吸收体为半导体可饱和吸收体或者具有非线性光学可饱和吸收特性的纳米材料。

5.一种生成多波长同步脉冲激光的方法,应用于如权利要求1‑4任一项所述的生成多波长同步脉冲激光的全光纤激光器,其特征在于,包括:通过所述波分复用器将所述泵浦源产生的泵浦光和所述单模光纤输出的信号光,输入至所述增益光纤;

通过所述增益光纤在所述泵浦光作用下对所述信号光进行功率放大,以生成信号激光;

通过所述环形器将所述信号激光传输至所述平行集成光纤光栅进行多通道滤波,以生成多波长信号激光,并将所述多波长信号激光传输至所述输出耦合器,以使所述输出耦合器根据所述预设输出耦合比将所述多波长信号激光分为多波长循环信号激光和多波长输出信号激光;

通过所述可饱和吸收体对达到可饱和吸收阈值的所述多波长循环信号激光进行被动调Q调制、交叉相位调制和交叉吸收调制,以生成多波长同步脉冲激光;

通过所述偏振控制器对所述多波长同步脉冲激光的偏振态和损耗进行优化,并通过调节所述单模光纤的长度对所述光纤环形激光谐振腔的净色散进行调节,以获取稳定的多波长同步脉冲激光。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述平行集成光纤光栅包含第一滤波通道和第二滤波通道,所述第一滤波通道的中心波长与所述第二滤波通道的中心波长不同;

所述通过所述环形器将所述信号激光传输至所述平行集成光纤光栅进行多通道滤波,以生成多波长信号激光,包括:通过所述第一滤波通道和所述第二滤波通道对所述信号激光分别进行滤波,以生成双波长信号激光;

其中,所述双波长信号激光具有所述第一滤波通道对应的第一中心波长和所述第二滤波通道对应的第二中心波长。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述通过所述可饱和吸收体对达到可饱和吸收阈值的所述多波长循环信号激光进行被动调Q调制、交叉相位调制和交叉吸收调制,以生成多波长同步脉冲激光,包括:对所述双波长信号激光进行被动调Q,以在所述第一中心波长和所述第二中心波长处形成双波长调Q脉冲激光;

通过所述可饱和吸收体中的交叉相位调制和交叉吸收调制作用使所述双波长调Q脉冲激光相互捕获,以生成所述多波长同步脉冲激光。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述偏振控制器为挤压式光纤偏振控制器;

所述通过所述偏振控制器对所述多波长同步脉冲激光的偏振态和损耗进行优化,包括:通过所述挤压式光纤偏振控制器改变挤压处光纤的形状,以对经过所述挤压式光纤偏振控制器的所述多波长同步脉冲激光的偏振态和损耗进行优化。

9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述通过调节所述单模光纤的长度对所述光纤环形激光谐振腔的净色散进行调节,以获取稳定的多波长同步脉冲激光,包括:基于所述增益光纤的长度、群速度色散以及所述单模光纤的群速度色散,对所述单模2

光纤的长度进行调节,以使所述光纤环形激光谐振腔的净色散大于或等于−0.14ps且小于2

或等于0.005ps。