[发明专利]一种基于三角波脉冲的单脉冲激光器线宽调谐方法

说明书

本发明公开了一种基于三角波的单频脉冲光纤激光器线宽调谐方法，所述方法包括：脉冲激光种子源输出的光信号经第一隔离器注入到功率放大器中；通过线宽测量装置对线宽进行测量；脉冲激光种子源采用连续激光外调制的方式或半导体碟形激光器直接调制的方式获得波形可调的三角形激光脉冲。本发明在相同的半高宽下，通过调整三角形脉冲上升沿和下降沿时间来达到对脉冲波形的调整，从而实现对激光线宽的调谐。

技术领域

本发明涉及单频窄线宽脉冲激光器领域，尤其涉及一种基于三角波脉冲的单脉冲激光器线宽调谐方法。

背景技术

单频窄线宽脉冲光纤激光器在激光雷达、非线性频率变换和量子通讯等领域的应用中发挥了重要的作用，在这些应用中均对激光器的线宽提出了比较高的要求，并且，在某些特定的应用中，对于激光线宽的调谐特性有着特殊的需求。

单频脉冲光纤激光器的线宽除了受脉冲宽度的制约，同时还受到脉冲波形的影响。在传统的方波脉冲激光器以及高斯波脉冲激光器中，当脉冲半高宽一定时，其线宽值是确定的，均无法做到对线宽的调谐。

发明内容

本发明提供了一种基于三角波脉冲的单脉冲激光器线宽调谐方法，本发明根据三角形脉冲本身所具有波形可调的特点，通过改变上升沿和下降沿的时间来达到对脉冲波形的调制，从而实现对激光线宽的调谐，详见下文描述：

一种基于三角波的单频脉冲光纤激光器线宽调谐方法，所述方法包括：

脉冲激光种子源输出的光信号经第一隔离器注入功率放大器中；

脉冲激光种子源采用连续激光经外调制的方式或单频蝶形激光器直接调制的方式，在相同的半高宽下，通过调整三角形脉冲上升沿和下降沿时间来达到对脉冲波形的调整，从而实现对激光线宽的调谐，通过线宽测量装置对线宽进行测量。

进一步地，所述线宽测量装置为F-P干涉仪。

所述脉冲激光种子源包括：

单频连续激光种子源经第二隔离器直接注入电光强度调制器中，任意波形发生器产生射频信号控制电光强度调制器和第一声光强度调制器，使得二者时域同步；经电光强度调制器调制得到的三角波脉冲序列经第一纤芯预放大级后注入第一声光强度调制器；第一纤芯预放大级用于提高脉冲序列的峰值功率，抵消电光强度调制器和第一声光强度调制器引入的差损；

第一声光强度调制器用于进一步滤除掉脉冲序列中的连续光成分和带内放大自发辐射以得到单频脉冲种子源。

所述线宽调谐具体为：

设置电光强度调制器调制信号为三角形电脉冲，从而得到三角形激光脉冲；

依次打开第一纤芯预放大级和功率放大器，设置输出功率；

用F-P干涉仪测量激光线宽；依次关闭功率放大器和第一纤芯预放大级；

同时改变上升沿时间和下降沿时间，保持脉冲信号预设半高宽不变；依次打开第一纤芯预放大级、第一泵浦源和第二泵浦源，设置输出功率；用F-P干涉仪测量激光线宽；反复调整脉冲波形，在上升沿时间为0ns调整至与下降沿时间相等过程中，激光线宽逐渐增加；

上升沿时间从与下降沿时间相等调整至下降沿时间为0，线宽逐渐下降，上升沿时间为0或下降沿时间为0时，激光线宽相等。

进一步地，所述脉冲激光种子源包括：

单频半导体蝶形激光器经第三隔离器直接注入第二纤芯预放大级中，经第二纤芯预放大级后注入第二声光强度调制器；第二纤芯预放大级用于提高脉冲序列的峰值功率，第二声光强度调制器引入的差损；第二声光强度调制器与单频半导体蝶形激光器的驱动电信号同步，用于进一步滤除掉脉冲序列中的连续光成分和带内放大自发辐射以得到单频脉冲种子源。

进一步地，所述线宽调谐具体为：