[发明专利]基于全保偏同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统

权利要求书

1.基于全保偏同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统，

包括主激光器、从激光器、衰减器、二阶非线性介质和可见光探测器，从激光器输出的超短红外脉冲经衰减器后与主激光器输出的超短红外脉冲汇合于二阶非线性介质中，从而产生可见光子，该可见光子被可见光探测器探测；

其特征是：

从激光器具有非线性环路镜，从激光器自产有红外脉冲，主激光器内部对超短红外脉冲进行分束，分束后的一部分脉冲即为所述主激光器输出的超短红外脉冲，分束后的另一部分脉冲和从激光器自产的红外脉冲分别注入所述环路镜中；

环路镜的内部光路中串接有用于提供环路镜内顺时针脉冲与逆时针脉冲之间相位差的相位延迟器(205)；

环路镜的入射端光路上具有用于调节激光脉冲重复频率的光延时装置(206)、用于调节腔内色散的光栅对(207)和用于把脉冲反射回环路镜内的从反射镜，从所述内部光路进入所述入射端光路的脉冲依次穿过光延时装置(206)、光栅对(207)后被从反射镜反射，或依次穿过光栅对(207)、光延时装置(206)后被从反射镜反射；

在主激光器中、从激光器中及其两者之间，连接在各器件之间的光纤均为保偏光纤。

2.如权利要求1所述的基于全保偏同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统，其特征是，主激光器脉冲宽度大于或者等于从激光器脉冲宽度，从激光器光谱宽度小于非线性介质的相位匹配带宽。

3.如权利要求2所述的基于全保偏同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统，其特征是，环路镜的内部光路上具有噪声脉冲，所述从反射镜具体是从光纤布拉格光栅(208)，噪声脉冲在从光纤布拉格光栅(208)的作用下变成所述从激光器自产的红外脉冲并实现所述脉冲宽度小于或者等于主激光器输出的脉冲宽度。

4.如权利要求3所述的基于全保偏同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统，其特征是，从激光器具有从光泵浦源(200)、光纤波分复用器(201)和增益光纤(202)，所述噪声脉冲由从光泵浦源(200)经光纤波分复用器(201)后作用在增益光纤(202)中产生，并在所述环路镜内沿顺时针和逆时针方向传输。

5.如权利要求2所述的基于全保偏同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统，其特征是，主激光器具有主光泵浦源(100)、可饱和吸收体(101)、主增益光纤(103)和主反射镜，主光泵浦源(100)经主光纤波分复用器(102)后作用在主增益光纤(103)中产生噪声脉冲，进而在可饱和吸收体(101)和主反射镜之间形成的光学谐振腔中往复运行，从而产生主激光器输出的超短红外脉冲。

6.如权利要求5所述的基于全保偏同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统，其特征是，主反射镜具体为主光纤布拉格光栅(105)。

7.如权利要求1所述的基于全保偏同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统，其特征是，根据δL＝c/fr1–c/fr2计算光延时装置(206)所需要补偿的光程差，其中c为光速，fr1为主激光器输出的超短红外脉冲的脉冲重复频率，fr2为从激光器输出的超短红外脉冲的脉冲重复频率。

8.如权利要求1所述的基于全保偏同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统，其特征是，所述主激光器的出光通道处设有光纤激光放大器用来获得更高的泵浦功率。

9.如权利要求1所述的基于全保偏同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统，其特征是，在主激光器与二阶非线性介质之间的光路上设有用于调节主从脉冲重合的光纤延时器。

10.如权利要求1所述的基于全保偏同步脉冲泵浦的红外单光子频率上转换探测系统，其特征是，二阶非线性介质具体为周期性极性反转的铌酸锂晶体。