[发明专利]一种多脉冲光纤激光器的生成装置及方法

权利要求书

1.一种多脉冲光纤激光器的生成装置，包括：激光泵浦源(1)、输入耦合器(2)、增益光纤(3)、偏振控制器(4)、四端口耦合器(6)、三端口耦合器(7)、锥形微纳结构真实可饱和吸收体(8)，其特征在于，还包括用于产生非线性相位差的90m单模光纤(5)、用于分路及合路的三端口耦合器(7)，激光泵浦源(1)、输入耦合器(2)、增益光纤(3)、偏振控制器(4)、单模光纤(5)、四端口耦合器(6)、三端口耦合器(7)形成“9”字形腔作为等效可饱和吸收体，“9”字形腔与锥形微纳结构真实可饱和吸收体(8)组成混合锁模装置，所述单模光纤(5)用于积累腔内的非线性相移差，混合锁模实验装置用于纵模相位的锁定，实现锁模脉冲的输出；增益光纤(3)用于实现激光器在不同的波段运转，偏振控制器(4)用于调节腔内的偏振态，其中，为了产生足够的非线性相移，同时加长腔长有助于实现多脉冲锁模；所述四端口耦合器(6)用于光信号干涉及输出，其中相反方向不同相移的光信号之间进行相互干涉，最终实现脉冲输出；

所述激光泵浦源(1)的输出端连接输入耦合器(2)的泵浦输入端a，输入耦合器(2)的输出端c连接增益光纤(3)的一端，增益光纤(3)的另一端连接偏振控制器(4)的一端，偏振控制器(4)的另一端连接单模光纤(5)的一端，单模光纤(5)的另一端与四端口耦合器(6)的输入端d相连，四端口耦合器(6)的输出端有两路，一路作为多脉冲光纤激光器的输出端f，另一路g与三端口耦合器(7)的输入端h相连，三端口耦合器(7)的输出端i和j相连，其余各部件由单模光纤进行连接；

所述“9”字形腔装置包括：四端口耦合器(6)连接的非线性放大环镜、三端口耦合器(7)连接的环形镜组成“9”字形腔；

所述锥形微纳结构真实可饱和吸收体(8)是锥形结构，锥形光纤是通过拉锥机制备，锥腰直径为10μm，将二维材料覆盖在锥形光纤上层，下层是载玻片，采用紫光胶水固定光纤两端，用于固定光纤。

2.根据权利要求1所述的一种多脉冲光纤激光器的生成装置，其特征在于，

所述真实可饱和吸收体选用石墨烯、过渡金属硫化物在内的二维材料。

3.根据权利要求1所述的一种多脉冲光纤激光器的生成装置，其特征在于，

所述90m单模光纤(5)用于产生足够的非线性相移，同时加长腔长有助于实现多脉冲锁模；所述偏振控制器(4)为挤压式偏振控制器，通过调节其压力及偏转角度调节腔内损耗；所述四端口耦合器(6)用于光信号干涉及输出，其中相反方向不同相移的光信号之间进行相互干涉，最终实现脉冲输出。

4.根据权利要求1所述的一种多脉冲光纤激光器的生成装置，其特征在于，

所述用于分路及合路的三端口耦合器(7)形成一个两输出端相连的环形镜，避免了普通非线性光学环镜的能量损耗。

5.根据权利要求1所述的一种多脉冲光纤激光器的生成装置，其特征在于，所述四端口耦合器(6)为50:50耦合器，光信号经过50:50的耦合器后，50％的信号光用于输出测量相关光学特性，50％的信号光用于继续留在腔内进行传输。

6.根据权利要求1所述的一种多脉冲光纤激光器的生成装置，其特征在于，所述90m单模光纤(5)是SMF-28e，并且各部件之间均采用纤芯对齐的方式通过保偏熔接机直接熔接在一起。

7.根据权利要求1所述的一种多脉冲光纤激光器的生成装置，其特征在于，所述增益光纤(3)的稀土掺杂元素为铥或钬或铥钬共掺。

8.一种基于权利要求1-7任一项生成装置的光纤内多脉冲生成方法，包括如下步骤：输入泵浦激光，激励增益光纤生成初始激光脉冲，将初始化脉冲经过“9”字形腔“作为等效可饱和吸收体和锥形微纳结构真实可饱和吸收体(8)实现混合锁模，最终可实现能自启动和稳定性高的调Q锁模，传统孤子、多孤子、脉冲束、脉冲束谐波在内的多脉冲输出。