[发明专利]一种全光纤结构实时解析时空锁模脉冲多维信息的装置

权利要求书

1.一种全光纤结构实时解析时空锁模脉冲多维信息的装置，其特征在于，包括全光纤时空锁模激光器平台(1)、原始脉冲光束轮廓测量模块(2)、光环行器(3)、子脉冲光束轮廓测量模块(4)、色散傅里叶变换与实时光谱信息检测模块(5)，所述全光纤时空锁模激光器平台(1)输出的时空锁模脉冲光束被所述原始脉冲光束轮廓测量模块(2)接收，所述原始脉冲光束轮廓测量模块(2)用于测量脉冲光束的原始脉冲轮廓，经过原始脉冲光束轮廓测量模块(2)耦合输出的脉冲光束输入至光环行器第一端口(301)，经过光环行器第二端口(302)传输至所述子脉冲光束轮廓测量模块(4)，所述子脉冲光束轮廓测量模块(4)用于测量不同子脉冲的光束轮廓，获得时空锁模脉冲不同频率范围内空间模式分布，经过子脉冲光束轮廓测量模块(4)的不同变迹啁啾光纤光栅反射后返回到光环行器第二端口(302)，经过光环形器(3)传输至光环行器第三端口(303)，经过啁啾布拉格光纤光栅(501)后返回到光环行器第三端口(303)，经过光环行器(3)传输至光环行器第四端口(304)，经过光电探测器(502)后传输至高速示波器(503)，所述啁啾布拉格光纤光栅(501)、光电探测器(502)、高速示波器(503)组成色散傅里叶变换与实时光谱信息检测模块(5)，所述色散傅里叶变换与实时光谱信息检测模块(5)用于将时空锁模脉冲进行色散傅里叶变换并测量脉冲的频谱信息；由原始光束测量模块(2)测量的原始脉冲信息、子脉冲光束轮廓测量模块(4)测量的子脉冲信息和色散傅里叶变换与实时光谱信息检测模块(5)测量的脉冲频谱信息组合处理，实现实时脉冲信息解析。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述全光纤时空锁模激光器平台(1)包括泵浦源(101)以及由波分复用器(102)、掺铒光纤(103)、偏振控制器(104)、第一输出耦合器(105)、可饱和吸收体和光谱滤波器(109)依次相连的环形激光器谐振腔；所述泵浦源(101)通过波分复用器(102)与环形激光器谐振腔光路相连接，为激光器注入泵浦光能量；所述掺铒光纤(103)与波分复用器(102)相连，吸收从泵浦源(101)注入的泵浦光能量，为全光纤时空锁模激光器平台(1)内部传输的激光脉冲持续地提供增益；所述偏振控制器(104)用于改变环形激光器谐振腔内部光路的局部光偏振状态；所述第一输出耦合器(105)包括两个输出端口，输入第一输出耦合器(105)的激光一路从第二输出端口输出，用于输出脉冲激光，另一路从第一输出端口回到激光器谐振腔光路中沿着当前路径继续传输，经过可饱和吸收体，引入时空锁模机制，产生多横模锁模激光脉冲，通过光谱滤波器(109)滤波后回到波分复用器(102)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述可饱和吸收体包括依次相连的第一单模光纤(106)、渐变多模光纤(107)、第二单模光纤(108)。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述原始脉冲光束轮廓测量模块(2)包括第二输出耦合器(201)、第一CCD图像传感器(202)，时空锁模脉冲首先经过1：99耦合器，1％的部分进入CCD用于测量原始脉冲轮廓，剩余的99％部分进入光环形器第一端口(301)。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述子脉冲光束轮廓测量模块(4)包括若干组级联的子脉冲光束轮廓测量结构组，每组子脉冲光束轮廓测量结构组依次包括第三输出耦合器(401)、第二CCD图像传感器(402)和第一变迹啁啾光纤光栅(403)，第四输出耦合器(404)、第三CCD图像传感器(405)和第二变迹啁啾光纤光栅(406)，第五输出耦合器(407)、第四CCD图像传感器(408)和第三变迹啁啾光纤光栅(409)···；第一变迹啁啾光纤光栅(403)、第二变迹啁啾光纤光栅(406)、第三变迹啁啾光纤光栅(409)···间隔预设距离串联排列，用于反射脉冲中与其中心波长对应的不同波段部分，形成包含不同频率成分的子脉冲，每个子脉冲通过光纤光栅前的耦合器输出1％进入CCD，记录不同子脉冲的光束轮廓，获取时空锁模脉冲不同频率范围内空间模式分布，子脉冲的99％返回光环形器第二端口(302)。