[发明专利]复合腔光纤激光器及其实现异种脉冲格式相干调制的方法

权利要求书

1.复合腔光纤激光器，包括主腔和内嵌于所述主腔内的子腔，所述主腔包括抽运光源、波分复用器、增益光纤、光纤耦合器和偏振控制器，其特征在于，所述增益光纤为带有平面光纤端面的拉锥增益光纤且设于子腔内，主腔与子腔共用增益光纤且通过光纤端面的空间准直耦合进行对接而实现光路连通。

2.根据权利要求1所述的复合腔光纤激光器，其特征在于，所述主腔为环形腔、线形腔、“8”字形腔，“σ”形腔、“％”形腔或“9”字形腔中的任意一种，光纤耦合器为Y型或X型。

3.根据权利要求2所述的复合腔光纤激光器，其特征在于，所述主腔为环形腔且还设有光纤隔离器和锁模器，光纤耦合器为Y型，所述抽运光源与波分复用器的抽运信号端连接，波分复用器的合波端与子腔的一个端面连接，子腔的另一个端面依次连接光纤耦合器，偏振控制器、光纤隔离器和锁模器，所述的光纤耦合器的输出端为激光器输出端。

4.根据权利要求3所述的复合腔光纤激光器，其特征在于，所述增益光纤为一体型或倏逝波型拉锥增益光纤；

所述倏逝波型拉锥增益光纤是将一根增益光纤加热通过拉锥系统拉锥并拉断为一对光纤锥，再使用光纤耦合系统使得两个熔断光纤锥相互靠近，两个光纤锥均包括锥体端和非锥体端，光纤锥芯径小于10μm，光纤锥锥体长度为0.1～3cm，两个光纤锥的错位空间间隙为10～300μm；

所述一体型拉锥增益光纤是将一根增益光纤加热通过拉锥系统使光纤在拉锥过程中间段芯径变小但未拉断而制成，光纤锥芯径为20～80μm。

5.根据权利要求2所述的复合腔光纤激光器，其特征在于，所述子腔内设有由平整的平面光纤端面形成的第一腔镜和第二腔镜，第一腔镜和第二腔镜的光反射率为20％～40％。

6.根据权利要求5所述的复合腔光纤激光器，其特征在于，所述第一腔镜和第二腔镜构成Fabry–Pérot子腔。

7.根据权利要求2所述的复合腔光纤激光器，其特征在于，所述主腔为线形腔且子腔内还设有半导体饱和吸收镜，半导体饱和吸收镜与增益光纤的非拉锥端粘贴连接，光纤耦合器为X型，光纤耦合器的两个输出端连接形成一个闭环，一个输入端作为整个激光器的输出端，另一个输入端与波分复用器的抽运信号端连接，波分复用器的合波端依次连接偏振控制器和子腔腔镜，所述增益光纤为一体型或倏逝波型拉锥增益光纤。

8.根据权利要求7所述的复合腔光纤激光器，其特征在于，所述光纤耦合器的分光比为90:10～60:40，所述半导体饱和吸收镜与光纤耦合器分别构成主腔的两个腔镜。

9.根据权利要求3所述的复合腔光纤激光器，其特征在于，所述锁模器为材料饱和吸收体锁模器或类饱和吸收体锁模器中的任一种或二者的组合；

所述材料饱和吸收体锁模器为石墨烯、碳纳米管、黑磷、拓扑绝缘体、硫化物系列二维材料、硒化物系列二维材料、半导体饱和吸收体材料、金纳米线一维材料、银纳米线一维材料、酒精或复合材料墨水等具有光学饱和吸收效应的实体材料；

所述类饱和吸收体锁模器为通过非线性偏振旋转技术(NPR)、非线性环路镜技术(NOLM)或非线性放大环路镜技术(NALM)实现的类饱和吸收效应。

10.权利要求1-9任一项权利要求所述的复合腔光纤激光器实现异种脉冲格式相干调制的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将增益光纤的非锥体端面与单模光纤的打磨端面进行空间准直对接使通光效率大于62％，再进行溶胶粘贴固化以形成稳定的子腔；

S2、旋转偏振控制器的手柄角度与手柄的挤压强度，并调节抽运功率使主腔与子腔的激光脉冲具有相同的波长，从而使异种脉冲格式产生共振相互作用；

S3、改变光纤锥锥体重叠区长度和锥体缓度来改变子腔产生的脉冲参数使子腔产生的控制脉冲对主腔产生的信号脉冲进行动态控制。