[发明专利]自启动Figure-9被动锁模光纤激光器的脉冲能量提升方法

权利要求书

1.一种自启动Figure-9被动锁模光纤激光器的脉冲能量提升方法，其特征是应用于由等效NALM环形腔(4)、线性臂(5)、旋转电机和泵浦源(11)构成的Figure-9被动锁模光纤激光器(1)中；

所述等效NALM环形腔(4)包括：第一保偏光纤准直器(12)、保偏光纤波分复用器(13)、保偏掺铒光纤(14)和第二保偏光纤准直器(15)；

所述保偏光纤波分复用器(13)的信号端与所述第一保偏光纤准直器(12)连接，所述保偏光纤波分复用器(13)的泵浦端与所述泵浦源(11)的输出端连接，所述保偏光纤波分复用器(13)的公共端为保偏掺铒光纤(14)，且所述保偏掺铒光纤(14)与第二保偏光纤准直器(15)连接；

在所述线性臂(5)中沿着同一个中心轴依次设置有：第一偏振分光棱镜(16)、非互易相移器(2)、第二偏振分光棱镜(17)和全反射镜(18)；

设置所述第一偏振分光棱镜(16)的中心点分别与所述第一保偏光纤准直器(12)和第二保偏光纤准直器(15)的输出端对准；

所述非互易相移器(2)依次包括：波片(6)、45°法拉第旋转器(7)和波片(8)；且所述波片(6)和波片(8)分别安装在两个旋转电机上；

所述脉冲能量提升方法是按如下步骤进行：

步骤1、利用式(1)得到非互易相移器(2)的线性相移量φ_L：

式(1)中，θ₁和θ₂分别为波片(6)和波片(8)的快轴与水平轴的夹角；

步骤2、利用式(2)得到等效NALM环形腔(4)的分光比ρ：

步骤3、定义当前循环变量为n，定义最大循环变量为Nmax；

定义波片(6)和波片(8)之间的旋转延迟时间为t；定义每次循环之间的时间间隔为T；

定义波片(6)和波片(8)的快轴与水平轴的初始夹角分别为θ₁₀和θ₂₀；

定义波片(6)的步进角为Δθ₁；定义波片(8)的步进角为Δθ₂；

定义并初始化第n次循环下的泵浦源(11)的输出功率增加ΔPⁿ；

定义计时器为time；并初始化time＝0；

步骤4、保持等效NALM环形腔(4)的分光比为ρ时；

步骤5、调节波片(6)和波片(8)的快轴与水平轴的夹角θ₁和θ₂设置，使得所述非互易相移器(2)的线性相移量φ_L为1.5π，从而获得与所述线性相移量φ_L相对应的Figure-9被动锁模光纤激光器(1)的可饱和吸收透过率曲线curve1；

步骤6、计时器time开始计时，令所述泵浦源(11)的输出功率为P₁；使得等效NALM环形腔(4)的连续光功率起伏在可饱和吸收体作用下积累非线性相移差并实现锁模自启动；

步骤7、当time＝T₁时，令所述泵浦源(11)的输出功率为P^*，使得Figure-9被动锁模光纤激光器(1)输出单脉冲序列；

步骤8、初始化n＝1，令第n次循环下的泵浦源(11)的输出功率P_n＝P^*；

步骤9、当time＝T₁时，令第n次循环下的波片(6)的夹角θ₁以步进角Δθ₁进行步进；

步骤10、当time＝T₁+n×t时，令第n次循环下的波片(8)的夹角θ₂以步进角Δθ₂进行步进，从而利用式(1)得到第n次循环下所述非互易相移器(2)的线性相移量并使得到Figure-9被动锁模光纤激光器(1)中的可饱和吸收体透过率曲线右移；

步骤11、当time＝T₁+n×T/2时，令第n次循环下的泵浦源(11)的输出功率P_n增加ΔPⁿ后，得到第n+1次循环下的泵浦源(11)输出功率P_n+1；进而使得Figure-9被动锁模光纤激光器(1)中的非线性相移量Δφ_NL在单脉冲锁模运转所允许的非线性相移差Δφ_NL的区间内；

步骤12、判断Figure-9被动锁模光纤激光器(1)的输出脉冲是否为单脉冲，若是，则表示等效NALM环形腔(4)中积累的非线性相移差Δφ_NL接近但不超过光纤激光器(1)单脉冲锁模所允许的非线性相移差Δφ_NL的最大值；并执行步骤13；否则，将ΔPⁿ-p赋值给ΔPⁿ，将计时器time清零后返回步骤6；

步骤13、当time＝T₁+n×T时，令n+1赋值给n，判断nNmax是否成立，若成立，则表示Figure-9被动锁模光纤激光器(1)在保持单脉冲运转下将工作点移至非互易相移器(2)的线性相移小于π对应的可饱和吸收体透过率曲线给定的单脉冲运转区域，并完成Figure-9被动锁模光纤激光器(1)的输出脉冲能量的提升；否则，将计时器time清零后返回步骤6。