[实用新型]一种光谱分布不随功率改变的超连续谱产生装置

说明书

本实用新型涉及一种超连续谱产生装置，具体涉及一种光谱分布不随功率改变的超连续谱产生装置。所述装置包含DSR激光器、光纤放大器、第一泵浦光源、耦合器、第二泵浦光源和第三泵浦光源；采用本实用新型一是可以获得峰值功率恒定不随泵浦功率改变而改变的光脉冲，并且需要的峰值功率可通过改变结构内器件的参数调节；二是可以获得光谱分布不随输出功率变化的超连续谱，增加其应用过程中的稳定性实用性可靠性；三是结构简单，易于操作，通过合适的泵浦功率分配即可实现峰值功率恒定不随泵浦功率改变的光脉冲以及光谱分布不随输出功率变化的超连续谱，不涉及多余的环节，能量利用率高。

技术领域

本实用新型涉及一种超连续谱产生装置，具体涉及一种光谱分布不随功率改变的超连续谱产生装置。

背景技术

超连续谱光源同时具有光谱宽、亮度高和空间相干性好等优点，在光学测量、分子光谱学、生物医学成像及光学生物组织蚀除等方面有着广泛的应用前景，是光源领域的研究热点之一。目前，超连续谱主要通过将脉冲激光输入到非线性介质(例如光子晶体光纤)中进行非线性展宽的方式获得，在非线性介质的长度，泵浦脉冲的形状和波长固定后，超连续谱的光谱分布主要由泵浦它的脉冲激光器的峰值功率决定。由于泵浦功率会影响脉冲激光器的峰值功率，脉冲激光器峰值功率的变化引起超连续谱的输出光谱和输出功率变化，所以，最终激发的超连续谱的光谱分布会随着其输出功率的变化而变化。因此，如何获得光谱分布不随输出功率变化的超连续谱是本领域研究人员极为关注的技术问题，根本途径是获得一个峰值功率不随泵浦功率改变的脉冲激光器。

耗散孤子共振锁模(Dissipative Soliton Resonance，DSR)脉冲是一种可以产生极大能量的锁模脉冲，在2008年通过理论计算预测出现，2009年被实验证实。理论和实验表明，在耗散孤子共振状态下，随着泵浦功率的提高，脉冲可以极大展宽，但维持峰值功率不变。但是，现有DSR激光器在直接泵浦非线性介质产生超连续谱的应用中存在以下缺点：现有的DSR激光器功率最高在一千瓦级，需要经过单级或多级放大器进行功率放大到数千瓦量级，才可以作为超连续谱光源的泵浦源，但直接放大DSR激光器之后得到的脉冲失去了峰值功率不随泵浦功率改变的特性。

而本实用新型能有效弥补上述DSR激光器进行直接放大的缺点，产生一个峰值功率不随泵浦功率改变的光纤激光器，同时得到光谱分布不随输出功率变化的超连续谱。

实用新型内容

针对直接放大DSR激光器的不足之处，本实用新型提出一种光谱分布不随功率改变的超连续谱产生装置，要解决的技术问题是通过分配DSR激光器泵浦功率和放大器泵浦功率，将DSR脉冲的峰值功率放大数倍甚至数个量级，得到输出脉冲峰值功率不随泵浦功率改变的光纤激光器，获得光谱分布不随输出功率变化的超连续谱。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种光谱分布不随功率改变的超连续谱产生方法，针对包含DSR激光器1、光纤放大器2、第一泵浦光源3、耦合器4、第二泵浦光源5和第三泵浦光源6的超连续谱产生装置，包括以下步骤：

第一步采集DSR激光器1参数，计算DSR激光器1泵浦功率和输出脉冲宽度关系：

测量DSR激光器1的一组泵浦功率以及对应的脉冲宽度数据：X0,X1,…,Xn和τ₀,τ₁,…,τ_n，其中X0为DSR激光器1中脉冲起振的阈值(DSR激光器需要一定的泵浦功率才能开始输出脉冲，该泵浦功率即为DSR激光器脉冲起振的阈值)，τ₀为起振时的输出脉冲宽度；结合DSR激光器1泵浦功率和脉冲宽度的数据，按照线性拟合的方法计算出DSR激光器1泵浦功率和脉冲宽度关系的斜率k；

第二步采集光纤放大器2参数，计算光纤放大器2泵浦功率和输出脉冲峰值功率关系：