[发明专利]一种被动全光同步的全保偏超快光纤激光系统

权利要求书

1.一种被动全光同步的全保偏超快光纤激光系统，用于实现同步脉冲输出，其特征在于，包括：

从激光器，包括用于发出泵浦光的连续光泵浦源、用于吸收所述泵浦光并产生自发辐射的增益光纤以及用于对所述自发辐射进行干涉从而稳定输出脉冲的激光腔；以及

主激光器，用于向所述从激光器注入脉冲，并利用非线性相位调制对所述从激光器进行强度调制，从而使所述从激光器进行同步脉冲输出，

其中，所述激光腔为8字腔型或9字腔型，具有一个非线性放大环形镜，所述激光腔为基于所述非线性放大环形镜的全保偏激光腔构型，

所述激光腔设置有依次串联的用于将所述泵浦光耦合进所述增益光纤的第一光纤波分复用器、用于将所述主激光器发出的所述脉冲耦合进所述激光腔的第二光纤波分复用器、用于对所述从激光器产生的所述脉冲进行部分输出的第一光纤分束器和第二光纤分束器以及用于对未从所述第一光纤分束器和所述第二光纤分束器输出的所述脉冲进行反射来形成激光腔回路的光纤反射镜，

所述第二光纤分束器与所述光纤反射镜间设置有用于调节所述激光腔腔长的腔长调节装置，

采用所述被动全光同步的全保偏超快光纤激光系统的脉冲同步输出方法，包括以下步骤：

步骤1，通过频率计数器或者射频光谱分析仪来测量所述主激光器输出的脉冲的重复频率f₁；

步骤2，增加所述连续光泵浦源的功率至所述从激光器的锁模阈值以上来使得所述从激光器输出稳定的锁模脉冲，并采用频率计数器或者射频光谱分析仪测量所述从激光器输出的所述锁模脉冲的重复频率f₂；

步骤3，利用光程差公式δL＝c/f₁-c/f₂来计算出需要补偿的光程差，根据计算得到的δL来调节所述激光腔的腔体长度以改变所述从激光器输出的所述锁模脉冲的重复频率f₂，使得所述从激光器输出的所述锁模脉冲的重复频率f₂与所述主激光器输出的所述脉冲的重复频率f₁相同；

步骤4，减小所述连续光泵浦源的功率降低至所述从激光器的锁模阈值以下，使得所述从激光器不输出所述锁模脉冲；

步骤5，所述主激光器通过所述第二光纤波分复用器向所述从激光器注入脉冲，该脉冲经过所述光纤放大镜放大后通过所述第二光纤波分复用器注入所述从激光器的所述激光腔内，并利用非线性相位调制对所述从激光器进行强度调制，使得所述从激光器通过所述第一光纤分束器和所述第二光纤分束器完成同步脉冲输出；

步骤6，增加所述光纤放大器的放大倍数来提高所述主激光器注入脉冲的单脉冲能量，使得非线性相移更为显著，从而获得更大的重复频率失匹容忍度；

步骤7，当所述从激光器的重复频率与所述主激光器的重复频率的差值δf＝|f1–f2|接近所述重复频率失匹容忍度时，通过所述腔长调节装置来对所述从激光器输出的所述锁模脉冲的重复频率f2进行调节，使得所述差值δf为零，从而使得所述从激光器进行稳定的同步脉冲输出，

所述步骤3中，c为光速。

2.根据权利要求1所述的一种被动全光同步的全保偏超快光纤激光系统，其特征在于：

其中，所述主激光器还连接有用于提高所述脉冲能量的光纤放大器。

3.根据权利要求1所述的一种被动全光同步的全保偏超快光纤激光系统，其特征在于：

其中，所述连续光泵浦源、所述增益光纤、所述第一光纤波分复用器、所述第二光纤波分复用器、所述第一光纤分束器、所述第二光纤分束器、所述光纤反射镜、所述腔长调节装置、所述主激光器以及所述光纤放大器之间均采用保偏光纤进行连接。

4.根据权利要求1所述的一种被动全光同步的全保偏超快光纤激光系统，其特征在于：

其中，所述步骤5中所述主激光器注入脉冲的方向与所述非线性环形镜中非线性相移量较大的方向一致，用于提供额外的所述非线性相移。

5.根据权利要求1所述的一种被动全光同步的全保偏超快光纤激光系统，其特征在于：

其中，所述锁模阈值为所述从激光器输出所述锁模脉冲所需要的最低所述连续光泵浦源的功率。