[发明专利]三环谐振腔的平坦多波长类噪声脉冲光源

说明书

三环谐振腔的平坦多波长类噪声脉冲光源，属于光信息技术领域，为了解决现有多波长脉冲光源波长功率差别大、难以产生平坦多波长的技术问题，其包括增益环、锁模环和干涉环，其中：增益环包括第一泵浦源、第二泵浦源、第一波分复用器、第二波分复用器、单模掺铒光纤、第一偏振控制器和第一单模光纤；锁模环包括第一2×2耦合器、第二偏振控制器、1×2耦合器和隔离器；干涉环包括第二2×2耦合器、第三偏振控制器、第二单模光纤和保偏单模；采用了三环结构的谐振腔实现类噪声锁模脉冲输出，通过调节第三偏振控制器改变两路光的偏振态，可改变干涉环中滤波峰值强度，从而分别实现3个平坦波长的产生，4个平坦波长的产生，5个平坦波长的产生。

技术领域

本发明涉及一种三环谐振腔的平坦多波长类噪声脉冲光源，属于光信息技术领域。

背景技术

1550nm光源工作在人眼安全波段，并且得益于光纤光源的紧凑性，高稳定性，低价格以及光束质量好的特点，在激光雷达、遥感、传感、自由空间光通信、激光加工等领域具有较好的应用前景，已成为当今最具发展潜力的激光技术之一。

类噪声脉冲由于其具有较宽的光谱，高的脉冲能量，低的相干性以及窄的脉宽，因此其能够用于检测光纤布拉格光栅阵列，微加工以及产生超连续谱。另外，由于在不同的材料加工领域需要有不同波长的脉冲光源，因此多波长的类噪声脉冲光源能够满足加工领域对不同波长的需求，降低了生产成本。

目前关于多波长脉冲光源的发明与研究已经成熟，但更注重的是多波长的数量，其多波长的平坦并没有的得到充分的研究，现有的产生多波长脉冲光源主要有以下几种方案：1、采用非线性放大环形镜；例如，2018年，Runmin Li等人发表在Optics Express期刊上的All-polarization-maintaining dual-wavelength mode-locked fiber laser basedon Sagnac loop filter。2、采用高双折射光纤布拉格光栅，3采用窄线宽的滤波器。方案1基于非线性效应，采用了空间结构的锁模器件实现了可调谐的双波长的输出，但破坏了光纤光源的全光纤化结构，并且不能同时实现多个平坦波长的激光输出非线性效应可有效抑制模式竞争，稳定性差，结构复杂，不利于器件集成与小型化，并且难以产生的平坦的多波长。方案2所得到的多波长激光波长数受限，并且波长数不可调谐，难以产生3个以上波长输出。方案3只能滤出特定波段的波长，但这会降低输出功率并且成本昂贵。因此需要提出一种全光纤化结构同时能有效地抑制多波长的峰值功率，是提高多波长脉冲光源性能，降低成本的最有效方法方法。

发明内容

本发明为了解决现有多波长脉冲光源波长功率差别大、难以产生平坦多波长的技术问题，提出了一种采用三环结构的类噪声脉冲光源，其能够实现多波长平坦的锁模脉冲输出。

三环谐振腔的平坦多波长类噪声脉冲光源，其特征是，其包括增益环、锁模环和干涉环，其中：增益环包括第一泵浦源、第二泵浦源、第一波分复用器、第二波分复用器、单模掺铒光纤、第一偏振控制器和第一单模光纤；锁模环包括第一2×2耦合器、第二偏振控制器、1×2耦合器和隔离器；干涉环包括第二2×2耦合器、第三偏振控制器、第二单模光纤和保偏单模；

第一泵浦源与第一波分复用器的a1端连接，第一波分复用器的a3端与单模掺铒光纤一端连接，第一波分复用器的a2端与第一偏振控制器连接，第一偏振控制器的另一端与第一单模光纤一端连接，第一单模光纤的另一端与第一2×2耦合器的c3端连接，单模掺铒光纤另一端与第二波分复用器的b3端连接，第二波分复用器的另两个端口b1和b2端分别与第二泵浦源和第一2×2耦合器的c1端连接，第一2×2耦合器的c2端与第二偏振控制器连接，第二偏振控制器的另一端与第二2×2耦合器的d1端连接，第二2×2耦合器的d4端与1×2耦合器的e2端连接，1×2耦合器的e1端与隔离器的一端连接，隔离器另一端与第一2×2耦合器的c4端连接，1×2耦合器的e3端作为输出，第二2×2耦合器的d2和d3端分别与第三偏振控制器和保偏单模光纤连接，保偏单模光纤的另一端与第二单模光纤连接，第二单模光纤的另一端与第三偏振控制器连接，构成三环结构的谐振腔。