[发明专利]用于维持傅立叶域锁模（FDML）激光器的同步性的方法

说明书

本发明涉及一种用于维持傅立叶域锁模(FDML)激光器的同步性的方法，其中所述FDML激光器具有至少一个色散补偿谐振器，所述色散补偿谐振器具有至少一个可变波长选择性光学滤波器，其中激光在谐振器中以往返传播频率传播，并且所述滤波器以调谐速率在其波长选择性方面重复地改变，其中当所述调谐速率是所述往返传播频率的整数倍时，所述FDML激光器是同步的，其特征在于，所述方法具有下述步骤：a.从所述谐振器中耦合输出所述激光中的至少一部分；b.借助至少一个光电检测器检测耦合输出的所述激光中的至少一部分；c.在彼此相继的计数时间间隔期间对在光电检测器的信号中的偏移进行计数；d.对往返传播频率或调谐速率进行调节，使得所述计数值与所述计数时间间隔的长度之比保持在预先确定的期望值区间内。

技术领域

本发明涉及一种用于维持傅立叶域锁模(FDML)激光器的同步性的方法。

背景技术

FDML激光器具有至少一个谐振器，所述谐振器具有至少一个可变的波长选择性光学滤波器，其中激光在所述谐振器中以往返传播频率 (Umlauffrequenz)传播，并且所述滤波器反复地以调谐频率在其波长选择性方面变化。在此，将滤波器每单位时间经过其调谐带宽的平均通过次数称为调谐速率。如果例如借助于电子操控将所述滤波器严格地周期性调谐，那么也能够称为调谐频率。

对于激光器的连续运行重要的是，滤光器的调谐速率与激光的往返传播频率同步，以便使旋转波长中的每个旋转波长在下述时间点再次到达滤波器，在该时间点所述滤光器恰好对该波长刚好是可穿透的。如果所述调谐速率尽可能精确地是往返传播频率的整数倍—在忽略色散的情况下—，那么可以指的是FDML激光器的同步性。因此，FDML激光器发射波长反复变化的光。波长通过在德语中通常也称为“扫描”。发射具有重复的波长通过的光的激光光源通常称为“扫频光源”。

FDML激光器的特征在于，所述FDML激光器能够构成和发射用于通过滤波器的所有波长的激光模式，进而能够作为扫频光源产生具有随时间可变的波长、大的相干长度、小的线宽和高的频谱能量密度的光。所述 FDML激光器的扫描速率—与滤波器的调谐速率相对应—在此非常高；其至少对应于它的往返传播频率。因此，FDML激光器是用于傅里叶域光学相干断层扫描(FD-OCT)的优选的光源，所述傅里叶域光学相干断层扫描目前已广泛应用于材料测试和医学成像。

能够在非常短的时间内遍及其调谐带宽进行调谐的光学滤波器，例如根据Fabry-Perot干涉仪的方式构造并且是本身已知的，例如从文献EP 2 557 441 A1中已知。例如，借此能够实现直至1MHz的调谐速率。

激光在FDML激光器的谐振器中的往返传播频率应对应于调谐速率的整分数，并且就此而言通过滤波器向上限制。这要求具有位于几百米到几千米之间的光学路径长度的谐振器。为了实现，通常在谐振器中引导激光，所述谐振器包括足够长的、卷绕的玻璃纤维作为延迟线(“delay line”)。这种光纤同时引入了色散。

FDML激光器的实际结构例如从文献US 7,414,779 B2和US 8,315,282 B2中已知，并且通常是完全基于光纤的。在这些示例中，除了可调滤波器以外，还将光学或电泵浦的激光活性介质(“增益介质”)集成到引导光的纤维中。

色散能够在设备方面被补偿，用于关于所有发射的全部波长保持尽可能不变的光强度。这在具有基于光纤的延迟线的FDML激光器中例如通过无源部件实现，所述无源部件集成到延迟线中并且将波长选择性的光分量耦合输入到附加的延迟线中，例如参见Desmond C.Adler，Wolfgang Wieser，Francois Trepanier，Joseph M.Schmitt和RobertA.Huber所著的，“Extended coherence length Fourier domain mode locked lasers at1310 nm”，期刊：Opt.Express 19，20930-20939(2011)。在本说明书的上下文中，当所述谐振器具有要用于补偿色散的设备方面的设计方案时，指的是色散补偿的谐振器。