[发明专利]一种同步光谱可重叠的多波长脉冲激光器

权利要求书

1.一种同步光谱可重叠的多波长脉冲激光器，其特征在于，包括用于处理光脉冲的谐振腔，所述谐振腔内具有多个沿光脉冲传播方向布置的激光波长转换和输出模块，每个激光波长转换和输出模块包括沿光脉冲传播方向依次布置的光波增益部件、光波提取部件、分光部件；

所述光波增益部件用于放大光脉冲的光波的功率，还用于对光脉冲的光波进行频谱展宽，获得频谱展宽的光波；

所述光波提取部件用于，从某个所述光波提取部件相对应的所述光波增益部件的所述频谱展宽的光波中，提取符合该光波提取部件预设波长的光波，以及用于将该被提取的光波发送至所述分光部件；

所述分光部件用于输出所述符合预设波长的光波；

多个所述激光波长转换和输出模块按照输出光波的波长排列先逐渐增高再逐渐降低的方式布置，使该多个激光波长转换和输出模块输出的光波所属的光谱部分重叠；具体包括：

所述谐振腔内沿光脉冲传播方向依次布置2n个所述激光波长转换和输出模块，该2n个激光波长转换和输出模块的所述光波提取部件的预设波长依次为：λ、λ+2Δλ、λ+4Δλ、λ+6Δλ…λ+(2n-2)Δλ、λ+(2n-1)Δλ…λ+3Δλ和λ+1Δλ；

每个所述激光波长转换和输出模块输出光波的波长独占该激光波长转换和输出模块的所述光波增益部件；

所述光波增益部件包括增益介质和频谱展宽部件，所述增益介质用于放大光脉冲的光波的功率，所述频谱展宽部件对光脉冲的光波进行频谱展宽，获得频谱展宽的光波；

所述增益介质还对光脉冲的光波进行频谱展宽，所述频谱展宽部件和所述增益介质采用相同的色散符号即同为正常色散或者同为反常色散。

2.根据权利要求1所述的多波长脉冲激光器，其特征在于，所述谐振腔为环形结构，所述激光波长转换和输出模块沿所述谐振腔延伸方向依次布置。

3.根据权利要求2所述的多波长脉冲激光器，其特征在于，多个所述激光波长转换和输出模块包括沿所述谐振腔延伸方向依次布置的第一激光转换和输出模块、第二激光转换和输出模块、第三激光转换和输出模块、第四激光转换和输出模块、第五激光转换和输出模块、第六激光转换和输出模块；所述第六激光转换和输出模块的分光部件与所述第一激光转换和输出模块的光波增益部件相对应，使光脉冲循环依次通过该多个激光波长转换和输出模块。

4.根据权利要求1所述的多波长脉冲激光器，其特征在于，所述谐振腔内还具有多个反射部件，每个所述反射部件包括反射镜和光环形器，所述光环行器分别位于每个所述激光波长转换和输出模块的所述光波增益部件与所述光波提取部件之间，所述反射镜分别与每个所述激光波长转换和输出模块的所述分光部件的输出端相连接；所述反射部件使光脉冲可在某个所述激光转换和输出模块内循环传播。

5.根据权利要求1所述的多波长脉冲激光器，其特征在于，还包括如下特征任意一种或多种：所述光波增益部件包括光纤放大器和/或单模光纤；所述光波提取部件为带通滤波器；所述分光部件为光耦合器或分光镜。

6.根据权利要求5所述的多波长脉冲激光器，其特征在于，当所述光波增益部件包括光纤放大器和/或单模光纤，所述光波提取部件为带通滤波器时，所述带通滤波器的通带中心位于非线性展宽光谱的平坦区域。

7.根据权利要求6所述的多波长脉冲激光器，其特征在于，所述光纤放大器和/或单模光纤为级联结构，某个所述光纤放大器和/或单模光纤的长度根据所属的激光波长转换和输出模块的带通滤波器与相邻在后光路的所述激光波长转换和输出模块的带通滤波器之间的中心波长间隔设置；所述多波长脉冲激光器还包括色散补偿器。

8.根据权利要求6所述的多波长脉冲激光器，其特征在于，全部所述激光波长转换和输出模块的带通滤波器的预设波长相互接近，通带相互重叠，构成全部所述激光波长转换和输出模块的带通滤波器的共同通带范围；多波长脉冲激光器还具有辅助传输模块，该辅助传输模块包括沿光脉冲传播方向依次布置的光波增益部件和光波提取部件，该辅助传输模块的光波提取部件的预设波长偏离该全部所述激光波长转换和输出模块的带通滤波器的共同通带范围。

9.根据权利要求1所述的多波长脉冲激光器，其特征在于，还包括耦合光路和多条可调延迟线；每个所述激光转换和输出模块的分光部件通过所述可调延迟线分别与所述耦合光路相连接，所述耦合光路用于将每个所述激光转换和输出模块输送的光波进行耦合输出。