[发明专利]偏振随机光纤脉冲激光器

说明书

本发明提供一种偏振随机光纤脉冲激光器，包括激光器、光束合成装置、由串联的正色散光纤和负色散光纤构成的周期性色散分布光纤、超弱倏逝场光纤以及耦合器，激光器的输出端连接光束合成装置的第一输入端，光束合成装置的输出端连接周期性色散分布光纤的第一端，周期性色散分布光纤的第二端通过超弱倏逝场光纤连接耦合器的输入端，耦合器的第一输出端连接光束合成装置的第二输出端，第二输出端用于输出偏振随机激光。本发明利用周期性色散分布光纤的周期性色散特性，使激光产生参量不稳定现象，并利用超弱倏逝场光纤的非线性特性实现四波混频，使耦合器的第二输出端输出偏振随机激光。

技术领域

本发明属于激光器领域，具体涉及一种偏振随机光纤脉冲激光器。

背景技术

偏振随机光纤脉冲激光器具有结构简单、散热效果好、输出耦合方便等优点，在保密光通信、随机比特源等领域具有广泛的应用前景。然而，现有的全光纤偏振随机激光源主要利用绕偏器对光纤脉冲激光进行随机偏振处理。受绕偏器速度的限制，其带宽较低。现阶段暂无直接产生具有随机偏振的光纤脉冲激光器。

发明内容

本发明提供一种偏振随机光纤脉冲激光器，以解决目前脉冲激光器无法直接产生具有随机偏振的激光的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种偏振随机光纤脉冲激光器，包括激光器、光束合成装置、由串联的正色散光纤和负色散光纤构成的周期性色散分布光纤、超弱倏逝场光纤以及耦合器，所述激光器的输出端连接所述光束合成装置的第一输入端，所述光束合成装置的输出端连接所述周期性色散分布光纤的第一端，所述周期性色散分布光纤的第二端通过所述超弱倏逝场光纤连接所述耦合器的输入端，所述耦合器的第一输出端连接所述光束合成装置的第二输出端，耦合器的第二输出端用于输出偏振随机激光；

利用所述周期性色散分布光纤的周期性色散特性，使激光产生参量不稳定现象，并利用所述超弱倏逝场光纤的非线性特性实现四波混频，从而使所述耦合器的第二输出端输出所述偏振随机激光。

在一种可选的实现方式中，所述光束合成装置包括合束器、泵浦增益光纤和包层功率剥离器，其中所述合束器的第一输入端连接所述激光器的输出端，第二输入端连接所述耦合器的第一输出端，输出端依次通过所述泵浦增益光纤和包层功率剥离器连接所述周期性色散分布光纤的第一端。

在另一种可选的实现方式中，所述泵浦增益光纤采用高功率双包层饵镱共掺光纤，利用基于所述合束器和高功率双包层铒镱共掺光纤的高功率双包层泵浦技术，来提高所述耦合器第二输出端输出的激光的功率和重频。

在另一种可选的实现方式中，所述包层功率剥离器与所述周期性色散分布光纤之间设置有偏振无关隔离器。

在另一种可选的实现方式中，所述周期性色散光纤与超弱倏逝场光纤之间设置有偏振控制器。

在另一种可选的实现方式中，所述超弱倏逝场光纤与所述耦合器之间设置有宽带滤波器。

在另一种可选的实现方式中，所述超弱倏逝场光纤为以下三种结构中的一种：

结构一、所述超弱倏逝场光纤采用拉锥光纤，所述拉锥光纤表面吸附有可饱和吸收材料；所述拉锥光纤由标准单模光纤经拉锥处理而得，拉锥光纤上的最小直径大于15微米，拉锥光纤上的最大直径小于30微米，拉锥光纤上的拉锥平衡区长度大于1厘米；

结构二、所述超弱倏逝场光纤采用腐蚀光纤，所述腐蚀光纤表面吸附有可饱和吸收材料；所述腐蚀光纤为的包层经部分腐蚀后的标准单模光纤；

结构三、所述超弱倏逝场光纤采用光子晶体光纤，所述光子晶体光纤的内孔壁上吸附有可饱和吸收材料。

在另一种可选的实现方式中，所述可饱和吸收材料采用石墨烯、碳纳米管、量子点或拓扑绝缘体。

本发明的有益效果是：