[发明专利]基于双脉冲激光器系统的光学扫描和成像系统

权利要求书

1.一种相干双扫描激光器系统，包括：

第一和第二被动锁模光纤振荡器，所述第一和第二振荡器的每一个被设置成具有内腔色散补偿并被设置成工作在稍微不同的重复频率，使得与所述第一和第二振荡器的各自重复频率的值fr1和fr2相比重复频率的差Δfr是小的，所述第一和第二振荡器产生各自的第一和第二脉冲串；

第一分光器，所述第一分光器沿着包括第一频率转换路径的多条光学路径在空间上分离并引导所述第一脉冲串；

第一非线性频率转换器，所述第一非线性频率转换器被设置在所述第一被动锁模光纤振荡器的下游并光学连接至所述第一被动锁模光纤振荡器，所述第一非线性频率转换器被设置在所述第一频率转换路径中并被设置成接收来自所述第一脉冲串的脉冲，并与之产生第一频率转换的输出脉冲串，所述第一频率转换的输出脉冲串具有显著大于第一振荡器输出光谱带宽的光谱带宽；

第一光束组合元件，将所述第一频率转换的输出与所述第一脉冲串的脉冲组合；

第一差频产生器，所述第一差频产生器被设置成将所述第一频率转换的输出脉冲串的脉冲与所述第一脉冲串的脉冲混合，以便在其差频产生具有光谱含量的输出和产生第一频梳，所述第一频梳包括具有与第一振荡器重复频率fr1相等的频率间隔的频梳结构；第二分光器，所述第二分光器沿着包括第二频率转换路径的多条光学路径在空间上分离并引导所述第二脉冲串；

第二非线性频率转换器，所述第二非线性频率转换器被设置在所述第二被动锁模光纤振荡器的下游并被光学连接至所述第二被动锁模光纤振荡器，所述第二非线性频率转换器被设置在所述第二频率转换路径中并被设置成接收来自所述第二脉冲串的脉冲，并与之产生第二频率转换的输出脉冲串，所述第二频率转换的输出脉冲串具有显著大于第二振荡器输出光谱带宽的光谱带宽；

第二光束组合元件，将所述第二频率转换的输出与所述第二脉冲串的脉冲组合；

第二差频产生器，所述第二差频产生器被设置成将所述第二频率转换的输出脉冲串的脉冲与所述第二脉冲串的脉冲混合，以便在其差频产生具有光谱含量的输出和产生第二频梳，所述第二梳频包括具有与所述第二振荡器重复频率fr2相等的频率间隔的频梳结构；和

光束组合器，在空间上组合来自所述第一和第二差频产生器的输出。

2.根据权利要求1所述的相干双扫描激光器系统，所述系统包括色散补偿器，所述色散补偿器光学连接至锁模光纤振荡器以在相应的光学连接的路径提供色散补偿脉冲。

3.根据权利要求1所述的相干双扫描激光器系统，其中重复频率与重复频率的差的比率为至少约10⁶，并且足够高以便将RF频率按比例转换成光频。

4.根据权利要求1所述的相干双扫描激光器系统，其中所述非线性频率转换器的一个或两个包括高度非线性光纤。

5.根据权利要求1所述的相干双扫描激光器系统，其中所述非线性频率转换器的一个或两个包括周期性极化或非周期性极化的波导。

6.根据权利要求1所述的相干双扫描激光器系统，其中所述非线性频率转换器的一个或两个产生相干超连续谱。

7.根据权利要求1所述的相干双扫描激光器系统，其中所述频率转换的输出的一个或两个包括倍频程的至少一显著部分的光谱带宽。

8.根据权利要求1所述的相干双扫描激光器系统，其中所述分光器各自包括光纤耦合器并且所述多条光学路径被设置成具有光纤。

9.根据权利要求1所述的相干双扫描激光器系统，其中所述差频产生器各自包括非线性晶体或非线性波导。

10.根据权利要求1所述的相干双扫描激光器系统，所述系统包括光学连接至振荡器输出的光纤放大器，用于放大相应的振荡器输出，其中脉冲串包括在放大器输出的放大的脉冲。