[发明专利]稳定控制的超连续谱光子晶体光纤激光器

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种光子晶体光纤稳定地展宽超连续谱的光纤激光器，属于激光控制领域。

【背景技术】

光学频率梳的实现需要将载波包络相位(CEP）偏移稳定，测量CEP的抖动首先需要将光梳的激光展宽为覆盖一个倍频程的超连续光谱。光子晶体光纤用于超连续谱的展宽，展宽的光谱的功率密度与光子晶体光纤的入射光的偏振态抖动有关。

为了保持光子晶体光纤展宽的光谱状态稳定。一般在主放大级使用保偏的双包层增益光纤进行放大，这样能够保证放大后激光的偏振态稳定。但是保偏的双包层光纤制作困难、工艺不成熟、价格昂贵，会使系统的成本大大增加。

而且由于光纤的芯径以及形状不同，这种保偏光纤不能和光纤激光器振荡级直接熔接，必须改用透镜对光束进行模场之后再耦合。空间耦合增加了光纤激光器系统的复杂度，另外空间耦合的效率远远低于光纤直接熔接的效率。

另外，保偏光纤要配合一系列的保偏器件来使用，进一步增大了系统的成本，而且大模场保偏光纤光学元件制作工艺也相对不成熟，限制了这种方法的推广应用。

本发明就是在此种情况下作出的。

【发明内容】

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种可以反馈控制多种光纤，例如单模光纤、多模光纤、光子晶体光纤、大模场光纤等等。本发明可以方便的对光子晶体光纤产生的白光光源进行控制，获得稳定性好的偏振白光光源。本发明利用超连续谱展宽自身产生的偏振相关特性以及压电陶瓷挤压光纤，具有反应快、成本低廉、结构简单、稳定性高等优点，有利于在光谱探测、光梳合成等领域大规模推广应用。

本发明所采用的技术方案是：

一种稳定控制的超连续谱光子晶体光纤激光器，其特征在于：包括有依次设置的能预先补偿进入光纤中激光偏振变化的偏振控制模块100，将激光进行放大的光纤放大模块200，将超连续谱进行展宽的超连续谱展宽模块300，和进行光强探测的偏振探测模块400，以及对输出光强进行实时监控的分析控制模块500；所述偏振控制模块100、光纤放大模块200、超连续谱展宽模块300、偏振探测模块400和分析控制模块500依次连接，分析控制模块500的输出信号再反馈到偏振控制模块100上。

如上所述的稳定控制的超连续谱光子晶体光纤激光器，其特征在于：所述的偏振控制模块100由采用多个压电陶瓷制成的光纤挤压器及高强度光纤组成。

如上所述的稳定控制的超连续谱光子晶体光纤激光器，其特征在于：所述的高强度光纤为单模光纤或多模光纤或大模场双包层光纤或者光子晶体光纤。

如上所述的稳定控制的超连续谱光子晶体光纤激光器，其特征在于：所述的光纤放大模块200包括有依次设置的高功率光纤隔离器201，多模半导体激光器202，全光纤泵浦合束器203和掺杂增益光纤204以及第一光纤准直镜205；所述偏振控制模块100输出的种子光，连接全光纤泵浦合束器203的输入端，多模半导体激光器202连接全光纤泵浦合束器203的泵浦输入端，全光纤泵浦合束器203的公共端连接掺杂增益光纤204，掺杂增益光纤204输出的高功率激光通过第一光纤准直镜205准直后，进入超连续谱展宽模块300。

如上所述的稳定控制的超连续谱光子晶体光纤激光器，其特征在于：所述的超连续谱展宽模块300包括有依次设置的第一波片301、光栅压缩对302、第一高反镜303、第二高反镜304、第二波片305、光纤耦合镜306、光子晶体光纤307、第二光纤准直镜308构成；光纤放大模块输出的高功率激光束通过第一波片301调节偏振方向，然后激光反复通过光栅压缩对302，其中第一高反镜303反射第二次透过光栅的脉冲，压缩脉冲宽度，压缩后的激光脉冲位置低于入射脉冲，可以通过第二高反镜304反射出来，反射出来的脉冲输出到第二波片305，进行调整偏振方向，然后通过光纤耦合头镜306进入光子晶体光纤307进行超连续光谱的展宽，展宽后的脉冲通过第二光纤准直镜308输出。

如上所述的稳定控制的超连续谱光子晶体光纤激光器，其特征在于：所述的偏振探测模块400包括有依次设置的非平衡分束片401、窄带滤光片402、光电探测器403；所述超连续谱展宽模块输出的激光通过非平衡分束片分束后，较弱的光束通过窄带滤波器402滤波后，通过光电探测器403探测光功率，较强的超连续谱激光输出使用。

如上所述的稳定控制的超连续谱光子晶体光纤激光器，其特征在于：所述的分析控制模块500采用实时比较探测光强与初始光强差值，并将差值调节到初始差值来稳定输出光的偏振态。