[发明专利]一种可调锁模光纤随机激光器

说明书

本发明属于光纤激光器领域，具体提供一种可调锁模的光纤脉冲激光器，包括：泵浦光源、波分复用器、有源光纤、环形器、无序光纤结构、非线性偏振旋转控制器及耦合器，其中，无序光钎结构采用随机分布布拉格光栅阵列。本发明中，随机分布布拉格光栅阵列提供多重反馈路径，对应多个腔长/谐振模式，为锁模机制的重频可调功能提供了途径；非线性偏振旋转控制器一方面能够选择性地通过某一谐振模式，另一方面也为被选择模式的锁定提供了必要的可饱和吸收效应；两者结合实现了传统锁模激光器不具备的可调节脉冲重复频率的功能；同时，本发明还具有制作简单、成本较低等优点。

技术领域

本发明属于光纤激光器领域，特别涉及了一种可调锁模的光纤脉冲激光器。

背景技术

光纤随机激光器作为一种重要的新光源，可用于非线性光学、光通信和传感等领域。但传统光纤随机激光器的研究主要集中在连续光机制下，脉冲型随机激光的实现方法较少。基于相干反馈的光纤随机激光器由于具有较低的激射阈值、较短的光纤长度、随机模式可控等优点，受到广泛青睐。相干反馈光纤随机激光器通常采用掺杂光纤中的分布式或相移布拉格光栅形成随机谐振腔，当光子局域长度小于随机结构的长度时，满足光子局域化条件，从而将光子局域在腔内产生相干光放大，输出具有模式的随机激光。与常规光纤激光器的单一腔长不同，相干反馈光纤随机激光器具有多个随机模式，对应多个不同腔长，这为其实现可调重频锁模脉冲提供了可能，但现有技术中的相干反馈光纤随机激光器都集中在连续光工作机制下，缺少脉冲生成和控制的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调频率锁模光纤随机激光器，通过结合非线性偏振旋转控制技术和随机分布光纤布拉格光栅，实现基于随机结构的脉冲型光纤随机激光器，由于随机结构的引入，在随机光纤光栅阵列内存在多种反馈路径，导致此种类型的随机激光的输出模式随机，在非线性偏振旋转技术的选模机制作用下，可以产生随机激光的可调脉冲输出，具有传统锁模激光器的特性，还具有可以调节脉冲重频，选择不同模式输出等传统锁模光纤激光器不具备的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案为：

一种可调锁模光纤随机激光器，包括：泵浦光源1、波分复用器2、有源光纤3、环形器4、无序光纤结构5、第一偏振控制器6、45°倾斜布拉格光栅7、第二偏振控制器8、1:99耦合器9；其特征在于，所述无序光纤结构为随机分布布拉格光栅(FBG)阵列；所述第一偏振控制器、45°倾斜布拉格光栅、第二偏振控制器依次连接构成非线性偏振旋转控制器(NP R)；所述波分复用器的泵浦端与泵浦光源相连、信号端与耦合器的99％端口相连、公共端连接有源光钎后与环形器的1端口相连；所述环形器的2端口连接无序光纤结构、3端口与第一偏振控制器相连；所述第二偏振控制器与耦合器相连，所述耦合器的1％端口输出激光脉冲。

进一步的，所述可调锁模光纤随机激光器用于实现重频可调锁模脉冲激光输出，通过调节非线性偏振选择器中偏振控制器的角度，改变锁定的激射模式，实现模式可调和不同重频的脉冲激光输出。

本发明的工作原理为：泵浦光源发出的泵浦光束通过波分复用器耦合进入环形腔内，为有源光纤提供增益，产生种子光；种子光通过环形器进入反射型随机分布FBG阵列，形成不同路径长度的反馈，并通过环形器在腔内构成随机谐振机制；不同谐振机制的光波在谐振周期内累积的非线性偏振相移不同，NPR的偏振选择效应可以选择某一谐振模式的光波通过；该谐振模在腔内多次循环，同时在NPR的饱和吸收作用下，实现锁模和脉冲输出；改变NP R的偏振控制器设置可以改变被锁定的模式，即实现锁模脉冲的重频可调。

综上，本发明的有益效果在于：本发明中随机分布FBG阵列提供了多重反馈路径，对应多个腔长/谐振模式，为锁模机制的重频可调功能提供了途径；引入的NPR一方面能够选择性地通过某一谐振模式，另一方面也为被选择模式的锁定提供了必要的可饱和吸收效应；两者结合实现了传统锁模激光器不具备的可调节脉冲重复频率的功能，本发明还具有制作简单、成本较低等优点。

附图说明