[发明专利]可选择性激发超连续谱的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激发光谱的方法，特别涉及一种激发超连续谱的方法。

背景技术

超连续谱光源在实际生活中具有高度实用性，如光学相干成像、频率测度、材料光谱学、群速度和波形的测量、全光通信中的波长转换以及密集波分复用等领域。对于长脉冲(如：皮秒，纳秒或连续波)的展谱原理为：噪声在调制不稳定性增益下不断被放大，脉冲被分裂成许多基态孤子，同时正常色散区会出现相位匹配的色散波，孤子不断红移，从而形成超连续谱，在此过程中大量孤子在红移过程中会频繁地发生孤子碰撞，出现能量的转移，从而产生流氓孤子，这种流氓孤子具有相当大的能量、峰值功率很高，并且其出现很随机，目前是非常难以利用和控制。而另外一方面，在某些实际应用中，如高能量密度物理、先进辐射源技术等领域，希望实现有选择性地激发特定波长的超连续光谱，从而增强特定波长处的光功率，实现控制超连续激光的强区波长。

发明内容

本发明旨在一种可选择性激发超连续光谱的方法，通过实现对流氓孤子的控制与利用，以增强特定波长处的光功率，获得宽光谱范围内的可调谐输出。本发明通过以下方案实现：

一种可选择性激发超连续谱的方法，将两个相同的单色性激光光源，通过光耦合拍频注入一定长度的单模光纤，接收输出的信号，通常这种信号为光谱；其中光源1的中心波长位于反常色散区，这种光源一般也被定义为“泵浦”光源，而光源2则被定义为“信号”光源；光源2与光源1的频率之差值为：所采用的单模光纤的调制不稳定性增益谱的最大增益频率的值的40％～70％，更优选的是最大增益频率值的50％～55％；调制频率最优时，可在调制深度的0.01～0.5(即光源2与光源1的输出功率之比值为0.0001～0.25)范围内调谐，(备注：两光源的输出功率之比值＝调制深度的平方，即可通过调节光源的输出功率调节调制深度值)；所使用的光纤为单模光纤，光纤的色散系数、非线性系数、拉曼响应函数和输入功率决定了其最大增益频率。

所述的单色性激光光源的频率可通过调节光源的水冷的温度实现，调节范围可以从GHz到THz。

所述的光源1和光源2的脉宽在亚皮秒量级或皮秒量级，总的最大输出功率不大于300W为佳。

所述的光源1或/和光源2输出波长范围为可见光波段、通信波段或中红外波段。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明的方法采用将两频率临近的光进行拍频再注入光纤，信号光诱导调制不稳定性的发生，进而在级联四波混频的过程中产生大量基阶孤子，随后的传输过程中，由于孤子碰撞，能量不断向能量更大的孤子转移，最终形成的能量大、峰值功率高的流氓孤子从谱中“喷射”出来，用这种方法产生的流氓孤子不再是随机的，因此可以对具有相当大的能量、峰值功率且出现随机的流氓孤子实现有效控制。

2.本发明的方法在控制流氓孤子“喷射”之同时，通过选取合适的调制频率下，连续地改变调制深度即可获得波长可调谐流氓孤子，从而获得所需特定波长处的高强频谱分量，实现有选择性地激发特定波长的超连续光谱，从而增强特定波长处的光强度，实现控制超连续激光的强区波长。

附图说明

图1实施1之调制深度、光纤长度与出射流氓孤子波长之关系图

具体实施方式

实施例1

两台相同的单色性激光器光源1和光源2，其脉宽在亚皮秒量级，其输出波长范围在通信波段，在25℃条件下输出波长为1060nm。将其中一个光源作为泵浦光源(光源1)，将其水冷温度控制在25℃，将其输出功率确定为150W，其中心波长区为1060nm，位于光纤的反常色散区；另一个光源作为信号光源(光源2)，可通过调节其水冷温度而调节其输出光的频率，其输出功率可调，并且通过调节信号光源的输出功率，实现调节两种光源的输出功率之比值。

将上述两个光源通过光耦合拍频注入一定长度的单模光子晶体光纤，采用光谱分析仪用于接收输出的光信号实现监控记录输出的超连续谱。