[发明专利]一种基于三维狄拉克半金属可饱和吸收体的脉冲状态可调激光器

权利要求书

1.一种基于三维狄拉克半金属可饱和吸收体的脉冲状态可调激光器，其特征在于：所述脉冲状态可调激光器包括非线性参数可主动调控的三维狄拉克半金属可饱和吸收体、激光谐振腔、主动控制源以及实时反馈调整电路模块；激光谐振腔内，所述非线性参数可主动调控的三维狄拉克半金属可饱和吸收体直接决定着激光器输出的脉冲特性，在主动控制源和实时反馈调整电路模块的共同作用下，实时调整三维狄拉克半金属可饱和吸收体在激光器不同运行阶段的非线性参数，提高激光器自启动性能和脉冲稳定性，以及实现锁模脉冲输出脉宽的调节，锁模脉冲与调Q脉冲之间的灵活切换；

所述的非线性参数可主动调控的三维狄拉克半金属可饱和吸收体具有反射型和透射型两种形式；反射型器件由反射式三维狄拉克半金属可饱和吸收体构成，透射型器件由透射式三维狄拉克半金属可饱和吸收体构成；

所述的非线性参数可主动调控的三维狄拉克半金属可饱和吸收体通过主动控制源控制施加到所述三维狄拉克半金属可饱和吸收体上的温度或外加电场中的至少一个来实现所述的非线性参数调控；所述的实时反馈调整电路模块包含目标输入窗口以及监测反馈功能模块；

所述的目标输入窗口预设激光器运行阶段的三维狄拉克半金属可饱和吸收体的非线性参数，用于优化激光器自启动以及稳定度特性，同时用于输出脉冲宽度的调控，以及用于调Q和锁模脉冲之间的切换；

在激光器启动阶段，升高温度或增加电流强度，来提高所述三维狄拉克半金属可饱和吸收体的调制深度，能优化脉冲激光的自启动效果，减少脉冲启动时间，在激光器连续工作阶段，减小施加到所述三维狄拉克半金属可饱和吸收体上的温度或电流强度，降低激光腔内插损，确保激光器输出脉冲的稳定性；

所述的反射式三维狄拉克半金属可饱和吸收体包括将厚度为1-1000纳米的三维狄拉克半金属材料生长或转移到在工作波段表现全反射特性的衬底上，该衬底是金镜或者砷镓/铝镓砷周期性生长的分布式布拉格反射镜(DBR)；

所述的透射式三维狄拉克半金属可饱和吸收体包括将厚度为1-1000纳米的三维狄拉克半金属材料生长或转移到在工作波段表现为较高透射特性的衬底上，该衬底是云母材料或者砷化镓(GaAs)材料；所述的三维狄拉克半金属可饱和吸收体，选自砷化镉（Cd3As2）、铋化钠(Na3Bi)、铋化钾(K3Bi)和铋化铷(Rb3Bi)中的一种。

2.如权利要求1所述的基于三维狄拉克半金属可饱和吸收体的脉冲状态可调激光器，其特征在于：所述的激光谐振腔为环形谐振腔或线形谐振腔。

3.如权利要求1所述的基于三维狄拉克半金属可饱和吸收体的脉冲状态可调激光器，其特征在于：所述的激光谐振腔中主动光纤为掺镱(Yb)、铒(Er)、铥(Tm)或钬(Ho)离子增益光纤中的一种。

4.如权利要求1-3之一所述的基于三维狄拉克半金属可饱和吸收体的脉冲状态可调激光器，其特征在于：所述的监测反馈功能模块实时记录、分析光信号，记录激光器运行时间以及分析激光器重复频率。

5.如权利要求1-3之一所述的基于三维狄拉克半金属可饱和吸收体的脉冲状态可调激光器，其特征在于：所述的监测反馈功能模块能够实时按照预设主动控制源与非线性参数对应关系，实时调整主动控制源参数。