[发明专利]一种多端口输出的多波长激光脉冲产生系统

说明书

本发明公开了一种多端口输出的多波长激光脉冲产生系统，旨在解决现有光纤激光器难以实现多波长激光脉冲同步输出的技术问题。所述激光系统采用线性腔结构，分别在第一输出端(32)、第二输出端(33)、第三输出端(34)和第四输出端(35)同步输出不同中心波长的脉冲；通过调节第一可编程滤波器(13)和第二可编程滤波器(19)的中心波长与滤波带宽能实现第二输出端(33)、第三输出端(34)输出脉冲的中心波长和脉宽可调谐。本发明具有稳定性好，适用范围广等优点，在应用上可直接作为多波长皮秒脉冲光源使用，也可以作为高能量脉冲放大器的种子源。

技术领域

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种多端口输出的多波长激光脉冲产生系统的设计。

背景技术

超短脉冲光纤激光器以其脉冲宽度窄、峰值功率高、工作波段宽等优点而成为传感、光学组件测试、光谱学等领域的重要工具。

随着技术的进步，人们对超短脉冲激光器提出了更高的要求。在实际应用中，人们往往需要将具有不同波长的多个超短脉冲同时注入到同一目标中，例如泵浦探测光谱学、非线性显微、光参量放大以及相干脉冲合成等，都需要多波长超短脉冲且具有严格相同的重复频率。要获得稳定的多波长同步脉冲激光，重要的是解决增益光纤的竞争问题以及不同波长光脉冲之间的精确同步问题。传统的多波长激光器共用一段增益介质，通常使用马赫-曾德尔滤波器(BPF)、光纤梳状滤波器、光纤布拉格光栅(FBGs)等不同的光学滤波器件来实现多波长的输出。由于增益介质的均匀展宽线宽大，不同波长脉冲之间会产生竞争增益，一个波长脉冲形成稳定的振荡后，其他的波长脉冲将被抑制而不能起振，因此多波长脉冲共用增益介质时，固定的锁模状态下只能得到单波长的激光输出。为解决掺镱(Yb)、掺铒(Er)光纤的均匀展宽线宽大引起的波长竞争问题，采用的方法是将增益光纤浸泡在液氮中冷却来抑制其均匀加宽机制，但该方法不能工作在室温下，其应用受到了极大的限制。为了能使光纤激光器在室温下也能产生多波长输出，可采取的方法有：超连续谱的纵模切割、通过频移反馈来阻止激光器的单模振荡、利用非线性光纤中的四波混频效应来产生自稳定的多波长、将具有非均匀增益特性的半导体光放大器插入到光纤激光器中以及采用级联的受激布里渊散射实现布里渊多波长掺铒光纤激光器。由此可见，传统多波长激光器都存在波长竞争的问题，而且常用的解决方法都需要腔外特殊的操作环境或低温工作环境，腔体内装置复杂，价格昂贵，这给激光器的实际应用增加了难度。

因此，需要一种区别于传统激光器的更加稳定和实用的激光器结构来获得多波长同步脉冲激光的需求。为解决以上问题，我们提出了一种多端口输出的多波长激光脉冲产生系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有被动锁模光纤激光器难以实现多波长激光脉冲同步输出的技术问题，提出了一种多端口输出的多波长激光脉冲产生系统。

本发明的技术方案为：一种多端口输出的多波长激光脉冲产生系统，包括的器件有第一光纤布拉格光栅、第一掺铒光纤、第一波分复用器、第一泵浦源、第一光纤反射镜、第一光纤环形器、第一啁啾布拉格光栅、第一高非线性光纤、第二啁啾布拉格光栅、第二光纤环形器、第二光纤反射镜、第一输出耦合器、第一可编程滤波器、第二泵浦源、第二波分复用器、第二掺铒光纤、第三波分复用器、第三泵浦源、第二可编程滤波器、第二输出耦合器、第三啁啾布拉格光栅、第三光纤环形器、第三光纤反射镜、第二高非线性光纤、第四光纤反射镜、第四光纤环形器、第四啁啾布拉格光栅、第四泵浦源、第四波分复用器、第三掺铒光纤和第二光纤布拉格光栅；

所述第一光纤布拉格光栅、第一掺铒光纤、第一波分复用器、第一光纤环形器、第一高非线性光纤、第二光纤环形器、第一输出耦合器、第一可编程滤波器、第二波分复用器、第二掺铒光纤、第三波分复用器、第二可编程滤波器、第二输出耦合器、第三光纤环形器、第二高非线性光纤、第四光纤环形器、第四波分复用器、第三掺铒光纤和第二光纤布拉格光栅依次连接；

所述第一波分复用器与第一泵浦源连接；

所述第一光纤反射镜、第一光纤环形器和第一啁啾布拉格光栅依次连接；