[发明专利]被动锁模矢量孤子光纤激光器及输出矢量孤子的方法

权利要求书

1.被动锁模矢量孤子光纤激光器输出矢量孤子的方法，其特征是：被动锁模矢量孤子光纤激光器输出稳定的第一光脉冲及第二光脉冲，第一光脉冲分别为偏振锁定矢量孤子H偏振分量或偏振旋转锁定矢量孤子H偏振分量，第二光脉冲分别为偏振锁定矢量孤子V偏振分量或偏振旋转锁定矢量孤子V偏振分量；

被动锁模矢量孤子光纤激光器输出偏振锁定矢量孤子H偏振分量和偏振锁定矢量孤子V偏振分量及偏振旋转锁定矢量孤子H偏振分量和偏振旋转锁定矢量孤子V偏振分量是通过光纤耦合器输出偏振锁定矢量孤子或偏振旋转锁定矢量孤子两种光信号来实现，调整泵浦源的功率和第一偏振控制器的θ角能够实现两者的转换，其具体操作方法如下：

A、偏振锁定矢量孤子偏振分量的输出，调整泵浦源的功率，将泵浦源功率调整到120mW，第一偏振控制器的θ角为0，此时，光纤耦合器输出偏振锁定矢量孤子光信号，由于偏振有关可饱和吸收体的偏振有关可饱和吸收作用，光纤耦合器的第一输出端a输出10%的光信号，光信号经过第二偏振控制器及偏振分束器，由偏振分束器输出两个偏振方向正交的光脉冲，两个光脉冲分别为第一光脉冲及第二光脉冲，第一光脉冲为偏振锁定矢量孤子H偏振分量，第二光脉冲为偏振锁定矢量孤子V偏振分量；

光纤耦合器的第二输出端b输出90%的光信号，90%的光信号经过偏振有关可饱和吸收体、第一偏振控制器及偏振无关隔离器从光纤波分复用器的透射端进入光纤波分复用器；

B、偏振旋转锁定矢量孤子偏振分量的输出，调整第一偏振控制器的θ角到π/4，此时，光纤耦合器输出偏振旋转锁定矢量孤子光信号，由于偏振有关可饱和吸收体的偏振有关可饱和吸收作用，光纤耦合器的第一输出端a输出10%的光信号，光信号经过第二偏振控制器及偏振分束器，由偏振分束器输出两个偏振方向正交的光脉冲，两个光脉冲分别为第一光脉冲及第二光脉冲，第一光脉冲为偏振旋转锁定矢量孤子H偏振分量，第二光脉冲为偏振旋转锁定矢量孤子V偏振分量，在激光器的输出端记录100圈的输出脉冲，H和V两个偏振分量的脉冲峰值光强出现周期性振荡，但是总光强保持稳定；

光纤耦合器的第二输出端b输出90%的光信号，90%的光信号经过偏振有关可饱和吸收体、第一偏振控制器及偏振无关隔离器从光纤波分复用器的透射端进入光纤波分复用器；

上述方法采用的被动锁模矢量孤子光纤激光器采用二维材料黑磷作为偏振有关可饱和吸收体，利用二维材料黑磷具有各向异性的光学特性和偏振有关的光响应来产生偏振相关可饱和吸收，并实现稳定的矢量孤子输出；

所述的被动锁模矢量孤子光纤激光器包括泵浦源、光纤波分复用器、掺铒光纤、光纤耦合器、偏振有关可饱和吸收体、第一偏振控制器、偏振无关隔离器、第二偏振控制器及偏振分束器；

泵浦源连接光纤波分复用器的反射端，光纤波分复用器的公共端连接掺铒光纤的输入端，掺铒光纤的输出端连接光纤耦合器的输入端，光纤耦合器的输出端分为第一输出端及第二输出端，其中第一输出端光强占光纤耦合器总光强的10%，第二输出端光强占光纤耦合器总光强的90%，光纤耦合器的第一输出端连接第二偏振控制器的输入端，第二偏振控制器的输出端连接偏振分束器的输入端，光纤耦合器的第二输出端连接偏振有关可饱和吸收体的输入端，偏振有关可饱和吸收体的输出端连接第一偏振控制器的输入端，第一偏振控制器的输出端连接偏振无关隔离器的输入端，偏振无关隔离器的输出端连接光纤波分复用器的透射端。

2.如权利要求1所述的被动锁模矢量孤子光纤激光器输出矢量孤子的方法，其特征是：所述的泵浦源采用单模光纤耦合的半导体激光器，波长为1480 nm或 980 nm，当泵浦源的波长为1480 nm时，所述的光纤波分复用器的工作波长为 1480/1550 nm；当泵浦源的波长为980 nm时，所述的光纤波分复用器的工作波长为 980/1550 nm。

3.如权利要求1或2所述的被动锁模矢量孤子光纤激光器输出矢量孤子的方法，其特征是：所述的掺铒光纤采用 1～3 m 长的掺铒光纤作为激光增益介质，光纤波分复用器、光纤耦合器、第一偏振控制器及偏振无关隔离器的工作波长为1550 nm；

所述光纤耦合器采用 90 ：10 的光纤耦合器；

所述偏振有关可饱和吸收体采用透射型或反射型，偏振有关可饱和吸收体X方向的可饱和吸收参数与其Y方向的可饱和吸收参数不一致，光纤快轴H对应于偏振有关可饱和吸收体的X方向，而光纤慢轴V对应于偏振有关可饱和吸收体的Y方向；

所述第一偏振控制器和第二偏振控制器均采用三片线圈旋转式偏振控制器；

所述偏振分束器为光纤耦合型。