[发明专利]一种频谱剪裁的长环非线性反射镜及其应用

说明书

本发明涉及激光技术领域，尤其是指一种频谱剪裁的长环非线性反射镜，包括非线性长环、频谱剪裁器和第一耦合器，所述第一耦合器将入射光分为逆时针和顺时针两束光，逆时针和顺时针两束光分别通过所述非线性长环、所述频谱剪裁器到达所述第一耦合器射出，与传统的反射镜相比，本发明可通过对入射光频率和相位的控制，使得本发明的第一耦合器射出的光满足高精度、高灵敏度的光学频谱整形、光谱调制、非线性频谱调制、光谱滤波、超快脉冲调制等；此外本发明的非线性长环可有效的降低光束的锁模阈值和重复频率，并且本发明的频谱剪裁器可以有效的抑制弧子边带及自发辐射的产生，保证长环非线性反射镜输出脉冲频谱干净，有效的降低了自发辐射产生的噪音。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其是指一种频谱剪裁的长环非线性反射镜及其应用。

背景技术

基于Sagnac干涉效应的非线性环形镜是一种常见的非线性调制器件，广泛应用于光开关、光谱整形、脉冲整形以及超短脉冲调制等领域。基于光纤中的非线性效应，其对激光的非线性调制严重依赖于入射光功率的大小。激光功率越大，对入射激光的非线性调制越明显。反之，低功率入射激光入射非线性环形镜则基本不受影响。

此外，在基于非线性环形镜的超短脉冲产生方面。为了获得低重复频率、低锁模阈值的皮秒脉冲振荡器。其腔型结构需要特殊优化。根据激光原理的相关知识，激光器的重复频率取决于其谐振腔长以及介质折射率，可以用公式表述:f＝c/nL；

其中，c为光速，n为激光器谐振腔介质折射率，L为谐振腔腔长，由公式可见，增加谐振腔腔长可以有效降低激光器重复频率。对于光纤激光器而言，其谐振腔由光纤介质构成。因此，理论上讲只要激光器谐振腔长足够大，其锁模脉冲重复频率可以尽可能低。但是实际操作规程中，更长的光纤会引入更大的损耗、噪声以及环境扰动，这些因素会影响激光器锁模脉冲的建立、稳定以及长时间运行。

另一方面，低重复频率锁模脉冲建立之后，较大的腔长意味着其腔内群速度色散严重，腔内脉冲在时域上获得剧烈展宽，最终达到纳秒量级脉冲输出。在频域上，较长光纤引入的负色散特性会导致孤子边带的产生，导致脉冲在频域上的畸变，进一步影响其时频域特性。

此外，在重复频率较低的激光器中，脉冲之间间隔时间较长，增益光纤中处于上能级的激发态原子寿命(10-100ns)，远小于脉冲的周期(μs量级)，会导致激发态原子未及时被受激辐射，而自发跃迁到低能级，引起严重的自发辐射效应。自发辐射不仅会影响激光脉冲的信噪比，而且后续放大中自发辐射噪声会被轻易放大，加剧这种噪声。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种噪音小的频谱剪裁的长环非线性反射镜以及频谱剪裁的长环非线性反射镜的应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种频谱剪裁的长环非线性反射镜，包括非线性长环、频谱剪裁器和第一耦合器，所述第一耦合器与所述非线性长环连接，所述非线性长环与所述频谱剪裁器连接，所述频谱剪裁器与所述第一耦合器连接，所述第一耦合器将入射光分为逆时针和顺时针两束光，逆时针和顺时针两束光分别通过所述非线性长环、所述频谱剪裁器到达所述第一耦合器射出。

作为优选，所述频谱剪裁器为频谱调制器、线性滤波器、非线性滤波器、频谱调制器、宽带频谱滤波器或窄带频谱滤波器中的一种。

作为优选，所述的第一耦合器为2×2四端口的光纤耦合器，所述第一耦合器的分束比为50:50，所述频谱剪裁器谓光纤型或空间型频谱剪裁器，所述非线性长环为大于200米且具有高非线性系数的光纤或非线性光学介质。

一种基于频谱剪裁的长环非线性反射镜的非线性调节器，包括非线性长环、频谱剪裁器、第一耦合器和第二耦合器，所述第一耦合器与所述非线性长环连接，所述非线性长环与所述频谱剪裁器连接，所述频谱剪裁器与所述第一耦合器连接，所述第二耦合器和所述第一耦合器连接。