LT6971B - Method and apparatus for shaping a light pulse - Google Patents

Method and apparatus for shaping a light pulse Download PDF

Info

Publication number
LT6971B
LT6971B LT2021529A LT2021529A LT6971B LT 6971 B LT6971 B LT 6971B LT 2021529 A LT2021529 A LT 2021529A LT 2021529 A LT2021529 A LT 2021529A LT 6971 B LT6971 B LT 6971B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
light pulse
circuit
regenerating
regenerative
initial
Prior art date
Application number
LT2021529A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT2021529A (en
Inventor
Kęstutis REGELSKIS
REGELSKIS Kęstutis
Original Assignee
Valstybinis mokslinių tyrimų institutas Fizinių ir technologijos mokslų centras
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valstybinis mokslinių tyrimų institutas Fizinių ir technologijos mokslų centras filed Critical Valstybinis mokslinių tyrimų institutas Fizinių ir technologijos mokslų centras
Priority to LT2021529A priority Critical patent/LT6971B/en
Publication of LT2021529A publication Critical patent/LT2021529A/en
Publication of LT6971B publication Critical patent/LT6971B/en

Links

Abstract

Method and apparatus for shaping a light pulseABSTRACTThe invention relates to the field of laser technology and is intended for a regenerative method and device for shaping a light pulse determined by the parameters of the regenerative circuit (DPRC) from an initial light pulse. An initial light pulse is injected into a regenerative circuit, where a DPRC light pulse is shaped with a specified precision and then output. In order to improve the accuracy of the shaped light pulse for the given parameters while simplifying the device, the light pulse is shaped by regenerating it in the same regeneration circuit, which is closed by the controlled optical switch until the DPRC light pulse is shaped with the specified accuracy, or up to a predetermined number of roundtrips, or in advance a certain period of time during which the DPRC light pulse is shaped from the initial light pulse with a predetermined precision, which is outputted from said regenerative circuit, and the regenerative circuit is disconnected before the next initial light pulse is input.The invention relates to the field of laser technology and is intended for a regenerative method and device for shaping a light pulse determined by the parameters of the regenerative circuit (DPRC) from an initial light pulse. An initial light pulse is injected into a regenerative circuit, where a DPRC light pulse is shaped with a specified precision and then output. In order to improve the accuracy of the shaped light pulse for the given parameters while simplifying the device, the light pulse is shaped by regenerating it in the same regeneration circuit, which is closed by the controlled optical switch until the DPRC light pulse is shaped with the specified accuracy, or up to a predetermined number of roundtrips, or in advance a certain period of time during which the DPRC light pulse is shaped from the initial light pulse with a predetermined precision, which is outputted from said regenerative circuit, and the regenerative circuit is disconnected before the next initial light pulse is input.The invention relates to the field of laser technology and is intended for a regenerative method and device for shaping a light pulse determined by the parameters of the regenerative circuit (DPRC) from an initial light pulse. An initial light pulse is injected into a regenerative circuit, where a DPRC light pulse is shaped with a specified precision and then output. In order to improve the accuracy of the shaped light pulse for the given parameters while simplifying the device, the light pulse is shaped by regenerating it in the same regeneration circuit, which is closed by the controlled optical switch until the DPRC light pulse is shaped with the specified accuracy, or up to a predetermined number of roundtrips, or in advance a certain period of time during which the DPRC light pulse is shaped from the initial light pulse with a predetermined precision, which is outputted from said regenerative circuit, and the regenerative circuit is disconnected before the next initial light pulse is input.

Description

TECHNIKOS SRITISTECHNICAL FIELD

Išradimas priklauso lazerinių technologijų sričiai ir yra skirtas regeneratyviniam šviesos impulso formavimo būdui ir įrenginiui, skirtiems iš pradinio šviesos impulso suformuoti regeneruojančios grandinės parametrais apibrėžtą (RGPA) šviesos impulsą.The invention belongs to the field of laser technologies and is intended for a regenerative light pulse forming method and a device for forming a light pulse defined by the parameters of the regenerative circuit (RGPA) from the initial light pulse.

TECHNIKOS LYGISSTATE OF THE ART

Šviesos impulsų generavimui lazerinėse technologijose dažniausiai yra naudojami sinchronizuotų modų lazeriai, kurie generuoja periodiškai pasikartojančius šviesos impulsus (angl. pulse train). Šviesos impulsų pasikartojimo dažnis yra užduodamas lazerio rezonatoriaus ilgiu ir jis nėra laisvai valdomas. Tačiau daugybėje taikymų reikia generuoti pavienius šviesos impulsus arba impulsų pliūpsnius laisvai pasirenkamais laiko momentais, taip pat pageidautina tolygiai valdyti šviesos impulsų pasikartojimo dažnį arba derinti vėlinimą tarp gretimų šviesos impulsų. Šviesos impulsų generavimui pageidaujamais laiko momentais (angl. pulse on demand) yra naudojami diodiniai lazeriai veikiantys stiprinimo perjungimo (angl. gain switching) rėžimu. Šiuo būdu galima generuoti dešimčių pikosekundžių trukmės šviesos impulsus pageidaujamais laiko momentais, tačiau sugeneruoti šviesos impulsai dažnai yra mažos energijos, triukšmingi, prastų spektrinių bei laikinių charakteristikų ir tokie šviesos impulsai nėra tinkami praktiniam naudojimui.To generate light pulses in laser technologies, lasers of synchronized modes are usually used, which generate periodically repeating light pulses (pulse train). The repetition rate of the light pulses is set by the length of the laser resonator and is not freely controllable. However, in many applications, it is necessary to generate single light pulses or pulse bursts at freely chosen time instants, and it is also desirable to uniformly control the repetition rate of the light pulses or to coordinate the delay between adjacent light pulses. Diode lasers operating in gain switching mode are used to generate light pulses at desired moments of time (pulse on demand). In this way, it is possible to generate light pulses of tens of picoseconds at desired moments of time, but the generated light pulses are often of low energy, noisy, with poor spectral and temporal characteristics, and such light pulses are not suitable for practical use.

Vienas iš būdų siekiant pagerinti diodiniu lazeriu generuojamų šviesos impulsų charakteristikas, yra šviesos impulsų performavimas naudojant Mamyševo tipo regeneratorių. Mamyševo regeneratorius naudojamas telekomunikacijų technologijose iškraipytų šviesos impulsų optiniam regeneravimui. Diodiniu lazeriu generuojamus šviesos impulsus įvedus į Mamyševo regeneratorių, yra suformuojami kokybiškesni, mažiau triukšmingi šviesos impulsai. Ir kuo daugiau kartų pradinis šviesos impulsas regeneruojamas nuosekliai sujungtuose Mamyševo regeneratoriuose, tuo suformuotas šviesos impulsas yra artimesnis regeneruojančios grandininės parametrais apibrėžtam (RGPA) šviesos impulsui, nepriklausomai nuo pradinio šviesos impulso parametrų. Šis būdas aprašytas moksliniame straipsnyje: Fu, Walter et al. “High-power femtosecond pulses without a modelocked laser.” Optica vol. 4, 7 p. 831-834 (2017).One of the ways to improve the characteristics of light pulses generated by a diode laser is the reshaping of light pulses using a Mamyshev type regenerator. The Mamyshev regenerator is used for the optical regeneration of distorted light pulses in telecommunications technologies. After entering the light pulses generated by the diode laser into the Mamyshev regenerator, higher quality, less noisy light pulses are formed. And the more times the initial light pulse is regenerated in serially connected Mamyshev regenerators, the closer the formed light pulse is to the light pulse defined by the parameters of the regenerating circuit (RGPA), regardless of the parameters of the initial light pulse. This method is described in the scientific article: Fu, Walter et al. "High-power femtosecond pulses without a modellocked laser." Optica vol. 4, 7 p. 831-834 (2017).

Žinomo būdo trūkumas yra tas, kad norint suformuoti RGPA šviesos impulsą, pradinį šviesos impulsą reikia daug kartų regeneruoti, dėl to turi būti naudojamas didelis skaičius nuosekliai apjungtų regeneratorių, ko pasėkoje sistema tampa brangi, sudėtinga ir nepraktiška.The disadvantage of the known method is that in order to form the RGPA light pulse, the initial light pulse needs to be regenerated many times, which requires the use of a large number of serially connected regenerators, which makes the system expensive, complicated and impractical.

Yra žinomas ultra trumpų šviesos impulsų generavimo įrenginys ir būdas kuriame impulsai sklindantys uždara grandine formuojami periodiškai juos stiprinant, išplečiant impulsų spektrą dėl Kero efekto optiškai skaidrioje terpėje ir pakaitomis filtruojant impulsų spektrus, taip, kad pirmą ir antrą kartą nufiltruotų impulsų spektrai yra paslinkti vienas kito atžvilgiu. Tai įgalina generuoti fiksuoto pasikartojimo dažnio itin stabilių ultra trumpų šviesos impulsų seką, kurioje periodas tarp impulsų yra užduodamas įrenginio uždaros grandinės ilgiu. Žinomas būdas ir įrenginys yra aprašytas JAV patente US10038297B2, 2018.There is a known device for generating ultra-short light pulses and a method in which pulses propagating in a closed circuit are formed by periodically amplifying them, expanding the pulse spectrum due to the Kerr effect in an optically transparent medium and alternately filtering the pulse spectra, so that the spectra of the first and second filtered pulses are shifted relative to each other . This makes it possible to generate a sequence of ultra-stable ultra-short light pulses with a fixed repetition rate, in which the period between pulses is determined by the length of the closed circuit of the device. A known method and device is described in US Patent US10038297B2, 2018.

Žinomo būdo ir įrenginio trūkumas yra tas, kad ultra trumpų šviesos impulsų generavimo įrenginys generuoja impulsus fiksuotu pasikartojimo dažniu, kuris yra užduotas impulsų generavimo įrenginio uždaros grandinės ilgiu ir dėl to nėra galimybės generuoti impulsus pageidaujamais laiko momentais. Be to, nėra galimybės tolygiai valdyti impulsų pasikartojimo dažnį, galima generuoti tik kartotinio dažnio impulsus, iš impulsų sekos išrenkant kas antra, arba kas trečia, arba kas ketvirta ir t.t. impulsus. Be to, žinomus įrenginius sudėtinga sinchronizuoti tarpusavyje, ar su kitais ultra trumpų impulsų lazeriais.A disadvantage of the known method and device is that the ultra-short light pulse generating device generates pulses at a fixed repetition rate, which is set by the length of the closed circuit of the pulse generating device, and as a result, it is not possible to generate pulses at desired time instants. In addition, there is no possibility to uniformly control the repetition rate of the pulses, it is only possible to generate pulses of repeated frequency, choosing every second, or every third, or every fourth, etc., from the pulse sequence. impulses. In addition, it is difficult to synchronize known devices with each other or with other ultra-short pulse lasers.

Yra žinomas šviesos impulsų regeneravimo būdas ir įrenginys kuriame pradinis iškraipytas impulsas, jei reikia, yra sustiprinamas stiprintuve, po to neteisinėje terpėje dėl fazinės savimoduliacijos išplečiamas impulso spektras ir išplėsto spektro impulsas yra filtruojamas juostiniu filtru kurio centrinis optinis dažnis yra paslinktas atžvilgiu pradinio impulso centrinio optinio dažnio, taip, kad pradinio ir išvedamo impulsų spektrai yra vienas nuo kito atskirti. Šiuo būdu suformuojami beveik vienodo intensyvumo ir trukmės impulsai nepriklausomai nuo pradinio impulso intensyvumo, su sąlyga jei pradinio impulso intensyvumas yra didesnis už iš anksto nustatytą kritinį intensyvumą. Triukšmai ir mažesnio intensyvumo, nei kritinis intensyvumas, pradiniai impulsai yra visiškai nuslopinami. Žinomas įrenginys suformuoja paslinkto centrinio optinio dažnio impulsus atžvilgiu pradinių impulsų centrinio optinio dažnio. Nuosekliai sujungus du, ar daugiau šio tipo įrenginių, galima suformuoti impulsus kurių centrinis optinis dažnis sutampa su pradinių impulsų centriniu optiniu dažniu, taip pat, kuo daugiau nuosekliai yra sujungta šių įrenginių, tuo suformuoti impulsai yra vienodesni nepriklausimai nuo pradinių impulsų parametrų. Žinomas būdas ir įrenginys yra aprašytas JAV patente US6141129A, 2000.There is a known method and device for regenerating light pulses in which the original distorted pulse is amplified in an amplifier, if necessary, then the pulse spectrum is expanded in an irregular medium due to phase self-modulation, and the expanded spectrum pulse is filtered by a band-pass filter whose center optical frequency is shifted with respect to the center optical frequency of the original pulse , so that the spectra of the initial and output pulses are separated from each other. In this way, pulses of almost equal intensity and duration are formed regardless of the intensity of the initial pulse, provided that the intensity of the initial pulse is higher than the predetermined critical intensity. Noise and initial pulses of intensity lower than the critical intensity are completely suppressed. A known device forms pulses with a shifted center optical frequency relative to the center optical frequency of the original pulses. By connecting two or more devices of this type in series, it is possible to form pulses whose central optical frequency coincides with the central optical frequency of the initial pulses, and also, the more these devices are connected in series, the more uniform the formed pulses are independent of the parameters of the initial pulses. A known method and device is described in US Patent US6141129A, 2000.

Žinomo būdo ir įrenginio trūkumas yra tas, kad suformuotų išvedamų impulsų parametrai nors ir nežymiai, tačiau priklauso nuo pradinių įvedamų impulsų parametrų. Be to, suformuotų išvedamų impulsų centrinis optinis dažnis yra paslinktas atžvilgiu pradinių impulsų centrinio optinio dažnio, kas ne visada yra pageidaujama. Siekiant suformuoti atsikartojančius šviesos impulsus, nepriklausomai nuo pradinių šviesos impulsų parametrų, būtina nuosekliai apjungti daugybę šių žinomų įrenginių, dėl to visas apjungtas įrenginys tampa sudėtingesnis ir jo kaina didėja proporcingai nuosekliai apjungiamų įrenginių skaičiui.The disadvantage of the known method and device is that the parameters of the formed output pulses, although slightly, depend on the parameters of the initial input pulses. Also, the center optical frequency of the formed output pulses is shifted relative to the center optical frequency of the original pulses, which is not always desirable. In order to form repetitive light pulses, regardless of the parameters of the initial light pulses, it is necessary to connect many of these known devices in series, which makes the whole connected device more complex and its cost increases in proportion to the number of devices connected in series.

SPRENDŽIAMA TECHNINĖ PROBLEMATECHNICAL PROBLEM SOLVED

Išradimu siekiama pagerinti laisvai pasirenkamais laiko momentais generuojamų šviesos impulsų kokybę, padidinti šviesos impulsų energiją ir išvalyti juos nuo triukšmų, padidinti formuojamų RGPA šviesos impulsų atsikartojamumą. Taip pat išradimu siekiama supaprastinti impulsų formavimo įrenginio konstrukciją, sumažinti įrenginio savikainą, padidinti įrenginio patikimumą, supaprastinti būdo ir įrenginio pritaikomumą lazerinėse sistemose generuojančiose impulsus pageidaujamais laiko momentas.The invention aims to improve the quality of light pulses generated at freely chosen moments of time, increase the energy of light pulses and clean them from noises, increase the repeatability of light pulses formed by RGPA. Also, the invention aims to simplify the design of the pulse forming device, reduce the cost of the device, increase the reliability of the device, and simplify the applicability of the method and the device in laser systems that generate pulses at desired moments of time.

IŠRADIMO ESMĖS ATSKLEIDIMASDISCLOSURE OF THE ESSENCE OF THE INVENTION

Uždavinio sprendimo esmė yra ta, kad šviesos impulso formavimo būde, skirtame iš pradinio šviesos impulso suformuoti regeneruojančios grandinės parametrais apibrėžtą (RGPA) šviesos impulsą, apimančiame:The essence of solving the problem is that in the method of forming a light pulse, which is intended to form a light pulse defined by the parameters of the regenerative circuit (RGPA) from the initial light pulse, including:

- pradinio šviesos impulso įvedimą į regeneruojančią grandinę,- introducing the initial light pulse into the regenerating circuit,

- šviesos impulso formavimą jį regeneruojant regeneruojančioje gandinėje,- the formation of a light pulse during its regeneration in a regenerating vessel,

- suformuoto RGPA šviesos impulso išvedimą iš regeneruojančios grandinės, kur šviesos impulsas formuojamas pakartotinai jį regeneruojant toje pačioje regeneruojančioje grandinėje, kuri valdomu optiniu jungikliu yra uždarai sujungta tol, kol išpildoma viena iš šių sąlygų:- the output of the formed RGPA light pulse from the regenerating circuit, where the light pulse is formed by regenerating it repeatedly in the same regenerating circuit, which is closed by the controlled optical switch until one of the following conditions is fulfilled:

a) formuojamas šviesos impulsas regeneruojamas toje pačioje regeneruojančioje grandinėje iki suformuojamas RGPA šviesos impulsas užduotu tikslumu, arbaa) the formed light pulse is regenerated in the same regenerating circuit until the RGPA light pulse is formed with the specified accuracy, or

b) formuojamas šviesos impulsas regeneruojamas toje pačioje regeneruojančioje grandinėje iki iš anksto užduoto skaičiaus kartų arba iš anksto numatytą laiko tarpą per kurį iš pradinio šviesos impulso susiformuojamas RGPA šviesos impulsas užduotu tikslumu, išpildžius pasirinktinai bet kurią iš minėtų a) ar b) sąlygų, suformuotas RGPA šviesos impulsas yra išvedamas iš regeneruojančios grandinės ir uždarai sujungta regeneruojanti grandinė minėtu valdomu optiniu jungikliu yra pertraukiama taip, kad regeneruojančioje grandinėje nebūtų toliau regeneruojamas šviesos impulsas iki kol į regeneruojančią grandinę bus įvestas kitas pradinis šviesos impulsas.b) the formed light pulse is regenerated in the same regenerating circuit up to a predetermined number of times or a predetermined time interval during which an RGPA light pulse is formed from the initial light pulse with a given accuracy, after optionally fulfilling any of the conditions mentioned in a) or b), the RGPA is formed the light pulse is output from the regenerative circuit and the closed regenerative circuit is interrupted by said controlled optical switch so that no further light pulse is regenerated in the regenerative circuit until the next initial light pulse is input to the regenerative circuit.

Konstrukciniame, privalumų turinčiame pasiūlyto išradimo išpildyme, būtent šviesos impulso formavimo įrenginyje, skirtame iš pradinio šviesos impulso suformuoti regeneruojančios grandinės parametrais apibrėžtą (RGPA) šviesos impulsą, apimančiame regeneruojančią grandinę, turinčią pradinio šviesos impulso įvedimo į regeneruojančią grandinę priemonę ir suformuoto RGPA šviesos impulso išvedimo iš regeneruojančios grandinės priemonę, kur pradinio šviesos impulso įvedimo į regeneruojančią grandinę priemonė ir suformuoto RGPA šviesos impulso išvedimo iš regeneruojančios grandinės priemonė yra sukonfigūruotos kaip į regeneruojančią grandinę įjungta bent viena valdoma optinė perjungimo priemonė, kuri pagal valdymo bloko signalą iš šviesos impulso šaltinio per įvedimo šaką įveda pradinį šviesos impulsą į minėtą regeneruojančią grandinę, ir tuo metu uždarai sujungia regeneruojančią grandinę ne vėliau kol įvestas šviesos impulsas pirmą kartą sklisdamas regeneruojančia grandine sugrįžta iki valdomos optinės perjungimo priemonės, ir įvestas šviesos impulsas toliau uždarai sujungtoje regeneruojančioje grandinėje yra pakartotinai-cikliškai regeneruojamas iki tol, kolIn a constructive, advantageous embodiment of the proposed invention, namely, a light pulse forming device for forming a regenerative circuit parameter-defined (RGPA) light pulse from an initial light pulse, comprising a regenerative circuit having means for inputting the initial light pulse into the regenerative circuit and outputting the formed RGPA light pulse from regenerative circuit means, where the means for inputting the initial light pulse into the regenerative circuit and the means for outputting the formed RGPA light pulse from the regenerative circuit are configured such that at least one controllable optical switching means is connected to the regenerative circuit, which, according to the signal of the control unit, from the light pulse source through the input branch the initial pulse of light into the said regenerative circuit, and at that time it closes the regenerative circuit no later than when the input light pulse first propagates through the regenerative circuit and returns to the controlled os optical switching means, and the input light pulse is further regenerated in a closed-circuit regenerative circuit repeatedly until

a) suformuojamas RGPA šviesos impulsas užduotu tikslumu arbaa) an RGPA light pulse is formed with the specified accuracy or

b) suformuojamas šviesos impulsas jį regeneruojant iš anksto užduotą skaičių kartų arba iš anksto numatytą laiko tarpą, per kurį iš pradinio šviesos impulso susiformuoja RGPA šviesos impulsas užduotu tikslumu, išpildžius pasirinktinai bet kurią iš minėtų a) ar b) sąlygų, suformuotas RGPA šviesos impulsas užduotu tikslumu išvedamas iš regeneruojančios grandinės ir uždarai sujungta regeneruojanti grandinė nutraukiama iki kol bus įvestas kitas pradinis šviesos impulsas.b) a light pulse is formed by regenerating it a predetermined number of times or a predetermined time interval, during which an RGPA light pulse is formed from the initial light pulse with a given accuracy, after optionally fulfilling any of the conditions mentioned in a) or b), the RGPA light pulse is formed with a given precision is output from the regenerative circuit and the closed regenerative circuit is interrupted until the next initial light pulse is input.

į regeneruojančią grandinę yra įjungtas optinis šakotuvas, nukreipiantis dalį šviesos impulso energijos į fotodektorių, skirtą regeneruojamo šviesos impulso dinamikos regeneruojančioje grandinėje detektavimui, suformuojant signalą valdymo blokui.an optical hub is connected to the regenerating circuit, which directs part of the light pulse energy to the photodetector for detecting the dynamics of the regenerating light pulse in the regenerating circuit, forming a signal for the control unit.

Minėta valdoma optinė perjungimo priemonė yra keturių šakų valdomas optinis jungiklis, įjungtas į regeneruojančią grandinę ir sukonstruotas taip, kad priklausomai nuo signalo, gauto iš valdymo bloko, gali įvesti pradinį impulsą į regeneruojančią grandinę ir uždarai ją sujungti, bei suformuotą RGPA šviesos impulsą išvesti iš regeneruojančios grandinės ir ją nutraukti.Said controllable optical switching means is a four-branch controllable optical switch connected to the regenerative circuit and constructed in such a way that, depending on the signal received from the control unit, it can input the initial pulse to the regenerative circuit and close it, and output the formed RGPA light pulse from the regenerative circuit and break it.

Minėta valdoma optinė perjungimo priemonė yra sudaryta iš optinio šakotuvo, turinčio ne mažiau trijų šakų pradiniam šviesos impulsui iš įėjimo šakos įvesti į regeneruojančią grandinę ir valdomo trijų šakų optinio jungiklio, skirto iš regeneruojančios grandinės suformuotam RGPA šviesos impulsui nukreipti į išėjimo šaką ir nutraukti regeneruojančią grandinę.The said controllable optical switching means is composed of an optical splitter having at least three branches for entering the initial light pulse from the input branch into the regenerating circuit and a controllable three-branch optical switch for directing the RGPA light pulse formed from the regenerating circuit to the output branch and terminating the regenerating circuit.

Minėta valdoma optinė perjungimo priemonė yra sudaryta iš optinio šakotuvo, turinčio ne mažiau trijų šakų pradiniam šviesos impulsui iš įėjimo šakos įvesti į regeneruojančią grandinę, optinio šakotuvo, turinčio ne mažiau trijų šakų, suformuotam šviesos impulsui iš regeneruojančios grandinės išvesti ir valdomo dviejų šakų optinio jungiklio, skirto regeneruojančiai grandinei uždarai sujungti arba ją nutraukti.Said controlled optical switching means is composed of an optical splitter having at least three branches for inputting the initial light pulse from the input branch to the regenerative circuit, an optical splitter having at least three branches for outputting the formed light pulse from the regenerative circuit and a controlled two-branch optical switch, designed to close or break the regenerative circuit.

Minėta regeneruojanti grandinė yra žiedinė grandinė, kurioje yra išdėstyta:Said regenerative circuit is a circular circuit in which:

bent vienas stiprintuvas ir dvi netiesinės medžiagos, pasižyminčios optiniu Kerro efektu, pakaitomis su atitinkamais filtrais.at least one amplifier and two nonlinear materials exhibiting the optical Kerr effect alternated with appropriate filters.

Minėta įrenginio regeneruojanti grandinė yra tiesinė, kurioje yra išdėstyta bent vienas stiprintuvas ir du filtrai tarp kurių išdėstyta bent viena minėta neteisinė medžiaga, pasižyminti optiniu Kerro efektu.Said regenerating circuit of the device is linear, in which at least one amplifier and two filters are arranged, between which at least one illegal material is arranged, characterized by the optical Kerr effect.

Šviesos impulso formavimo įrenginys yra surinktas iš skaidulinių komponentų ir optinių skaidulų.The light pulse shaping device is assembled from fiber components and optical fibers.

Pradinį šviesos impulso šaltinis (15) yra diodinio lazeris veikiantis stiprinimo perjungimo rėžimu.The source of the initial light pulse (15) is a diode laser operating in gain switching mode.

Pradinis šviesos impulsas yra paties įrenginio suformuotas šviesos impulsas, kuris perduodamas įrenginio išėjimo šaką optiškai sujungiant su įrenginio pradinių impulsų įvedimo šaka.The initial light pulse is a light pulse formed by the device itself, which is transmitted by optically connecting the output branch of the device with the input branch of the initial pulses of the device.

IŠRADIMO NAUDINGUMASUTILITY OF THE INVENTION

Vienas svarbiausių šio būdo ir įrenginio pritaikymo privalumų yra atsikartojančių šviesos impulsų suformavimas iš pradinių impulsų, generuojamų laisvai pasirenkamais laiko momentais. Regeneratyviniu būdu suformuotas šviesos impulsas daugeliu atveju yra tiesiškai čirpuotas, šviesos impulso spektras ir gaubtinė neturi moduliacijų bei triukšmų, šviesos impulsas neturi pjedestalo ir papildomų nepageidaujamų satelitinių šviesos impulsų. Toks šviesos impulsas gali būti stiprinamas ir suspaudžiamas iki spektriškai ribotos trukmės, išgaunant didelio kontrasto ultra trumpą šviesos impulsą. Nepriklausomai nuo pradinių šviesos impulsų parametrų, suformuoti šviesos impulsai yra vienodi ir atsikartojantys, jų parametrai yra tiksliai apibrėžti įrenginio regeneruojančios grandinės parametrais (filtrų juostos pločiu ir filtrų persiklojimu, netiesinės terpės netiesiškumu, stiprintuvo stiprinimu). Pradiniai šviesos impulsai vienas nuo kito pagal energiją ir trukmę gali skirtis eilėmis, tačiau suformuoti šviesos impulsai bus vienodi.One of the most important advantages of the application of this method and device is the formation of repetitive light pulses from initial pulses generated at freely chosen moments of time. The regeneratively formed light pulse is in most cases linearly chirped, the light pulse spectrum and envelope are free of modulations and noises, the light pulse is free of pedestal and additional unwanted satellite light pulses. Such a light pulse can be amplified and compressed to a spectrally limited duration, yielding a high-contrast ultra-short light pulse. Regardless of the initial parameters of the light pulses, the formed light pulses are uniform and repetitive, their parameters are precisely defined by the parameters of the regenerative circuit of the device (filter bandwidth and filter overlap, nonlinearity of the nonlinear medium, amplifier gain). The initial light pulses may differ by orders of magnitude in energy and duration, but the resulting light pulses will be the same.

Pradiniai šviesos impulsai gali būti generuojami diodiniu lazeriu veikiančiu stiprinimo perjungimo rėžimu. Pradinių šviesos impulsų energija ir trukmė gali skirtis šimtus ir daugiau kartų lyginant su suformuotais šviesos impulsais.The initial light pulses can be generated in a gain-switched mode with a diode laser. The energy and duration of the initial light pulses can differ hundreds or more times compared to the formed light pulses.

Be to, siūlomas šviesos impulsų formavimo įrenginys gali būti pagamintas iš optinių skaidulų ir skaidulinių komponentų, tiek iš poliarizaciją išlaikančių, tiek ir iš neišlaikančių poliarizacijos, bei yra itin stabilus ir nejautrus išoriniams aplinkos trikdymams, aplinkos temperatūros svyravimams. Galimas labai platus praktinis suformuotų šviesos impulsų parametrų pasirinkimas (trukmė, energija, pasikartojimo dažnis, centrinis bangos ilgis, laikinės charakteristikos, spektrinės charakteristikos ir t.t.), priklausomai nuo įrenginio konstrukcijos (pasyvių ir aktyvių optinių skaidulų ilgių, skaidulų šerdies diametrų, filtrų spektrinės charakteristikos, stiprintuvo stiprinimo charakteristikos). Tipiškai skaidulinis regeneratyvinis šviesos impulsų formavimo įrenginys gali suformuoti nanodžaulių (nJ) energijos ir apie 1 ps trukmės šviesos impulsus. Dažnu atveju, priklausomai nuo įrenginio konstrukcijos, suformuoti šviesos impulsai yra čirpuoti, todėl juos, išoriniame impulsų kompresoriuje galima suspausti į keletą dešimčių femtosekundžių trukmės šviesos impulsus.In addition, the proposed light pulse forming device can be made of optical fibers and fiber components, both polarization-maintaining and non-polarization-maintaining, and is extremely stable and insensitive to external environmental disturbances and environmental temperature fluctuations. A very wide practical choice of the parameters of the formed light pulses is possible (duration, energy, repetition rate, central wavelength, temporal characteristics, spectral characteristics, etc.), depending on the design of the device (passive and active optical fiber lengths, fiber core diameters, spectral characteristics of filters, gain characteristics of the amplifier). A typical fiber-optic regenerative light pulser can form light pulses of nanojoules (nJ) energy and about 1 ps duration. In most cases, depending on the design of the device, the formed light pulses are chirped, so they can be compressed into light pulses lasting several tens of femtoseconds in an external pulse compressor.

Kitas privalumas, kad siūlomas šviesos impulsų formavimo būdas veikia nepriklausomai nuo visos regeneruojančios grandinės dispersijos, regeneruojančios grandinės dispersija gali būti lygi nuliui, gali būti normali arba anomali.Another advantage is that the proposed method of forming light pulses works independently of the total dispersion of the regenerative circuit, the dispersion of the regenerative circuit can be zero, normal or abnormal.

Kitas privalumas, kad įrenginys nesunkiai pagaminamas veikti bet kokiam bangos ilgiui kuris patenka į stiprintuvo stiprinimo juostą, nes regeneruojančią grandinę sudarantys optiniai elementai yra stiprintuvai, filtrai, netiesinės medžiagos, optiniai jungikliai ir optiniai šakotuvai.Another advantage is that the device is easily made to operate at any wavelength that falls within the amplifier's gainband, since the optical elements that make up the regenerative circuit include amplifiers, filters, nonlinear materials, optical switches, and optical hubs.

Be to, įrenginio savikaina lyginant su analogiškais, tokių pačių parametrų, įrenginiais yra mažesnė, nes kiekvienas pakartotinis šviesos impulso regeneravimas realizuojamas toje pačioje regeneruojančioje grandinėje.In addition, the cost of the device is lower compared to analog devices with the same parameters, because each repeated regeneration of the light pulse is realized in the same regenerating circuit.

Kitas privalumas, kad įrenginys yra itin paprastos konstrukcijos ir nereikalauja didelės priežiūros. Įrenginys gali būti pagamintas iš standartinių, komerciškai prieinamų optinių komponentų.Another advantage is that the device is extremely simple in design and does not require much maintenance. The device can be made from standard, commercially available optical components.

Kitas privalumas, kad šviesos impulsų formavimo įrenginys gali veikti autogeneravimo rėžimu, kai suformuotas šviesos impulsas yra panaudojamas kaip pradinis impulsas, per vėlinimo liniją optiškai sujungiant suformuoto impulso išvedimo šaką su pradinio šviesos impulso įvedimo šaka.Another advantage is that the light pulse shaping device can operate in auto-generation mode, when the formed light pulse is used as an initial pulse, by optically connecting the output branch of the formed pulse with the input branch of the initial light pulse through the delay line.

Be to, šviesos impulsų formavimo įrenginys veikiantis autogeneravimo rėžimu gali būti savaime sužadintas iš spontaninių triukšmų.In addition, the light pulse shaping device operating in the auto-generation mode can be self-excited from spontaneous noises.

Kitas privalumas, kad įrenginiu galima generuoti šviesos impulsus derinamu pasikartojimo dažniu ir derinamu vėlinimu tarp gretimų šviesos impulsų.Another advantage is that the device can generate light pulses with a tunable repetition rate and a tunable delay between adjacent light pulses.

Išradimas detaliau paaiškinamas brėžiniais, kurie neapriboja išradimo apimties ir kuriuose pavaizduota:The invention is explained in more detail by the drawings, which do not limit the scope of the invention and which depict:

Fig. 1 - pasiūlyto šviesos impulsų formavimo įrenginio optinė schema, kurioje visos optinės priemonės išdėstytos nuosekliai šviesos impulso sklidimo kelyje, sudarant žiedinę regeneravimo grandinę, kurioje pradinių šviesos impulsų įvedimo į regeneruojančią grandinę, suformuotų šviesos impulsų išvedimo iš regeneruojančios grandinės ir regeneruojančios grandinės sujungimo/pertraukimo funkciją atlieka keturių šakų optinis jungiklis.Fig. 1 - an optical diagram of the proposed light pulse forming device, in which all optical means are arranged sequentially in the light pulse propagation path, forming a circular regeneration circuit, in which the function of introducing the initial light pulses into the regenerating circuit, outputting the formed light pulses from the regenerating circuit and connecting/disconnecting the regenerating circuit is performed four-prong optical switch.

Fig. 2 - pasiūlyto regeneratyvinio šviesos impulsų formavimo įrenginio optinė schema, kurioje visos optinės priemonės išdėstytos nuosekliai šviesos impulso sklidimo kelyje,-sudarant žiedinę regeneruojančią grandinę, kurioje pradinių šviesos impulsų įvedimui į regeneruojančią grandinę panaudotas optinis šakotuvas, o suformuotų šviesos impulsų išvedimui iš regeneruojančios grandinės ir regeneruojančios grandinės sujungimo/pertraukimo funkciją atlieka trijų šakų optinis jungiklis.Fig. 2 - the optical diagram of the proposed regenerative light pulse forming device, in which all optical means are arranged sequentially in the light pulse propagation path, forming a circular regenerating circuit, in which an optical hub is used to introduce the initial light pulses into the regenerating circuit, and to output the formed light pulses from the regenerating circuit and the regenerating the function of connecting/breaking the circuit is performed by a three-branch optical switch.

Fig. 3 - pasiūlyto regeneratyvinio šviesos impulsų formavimo įrenginio optinė schema, kurioje visos optinės priemonės išdėstytos nuosekliai šviesos impulso sklidimo kelyje, sudarant žiedinę regeneruojančią grandinę, kurioje pradinių šviesos impulsų įvedimo į regeneruojančią grandinę ir suformuotų šviesos impulsų išvedimo iš regeneruojančios grandinės funkciją atlieka optiniai šakotuvai, o regeneruojančios grandinės sujungimo/pertraukimo funkciją atlieka dviejų šakų optinis jungiklis.Fig. 3 - optical diagram of the proposed regenerative light pulse forming device, in which all optical means are arranged sequentially in the light pulse propagation path, forming a circular regenerating circuit, in which the function of introducing the initial light pulses into the regenerating circuit and outputting the formed light pulses from the regenerating circuit is performed by optical hubs, and regenerating the function of connecting/breaking the circuit is performed by a two-branch optical switch.

Fig. 4 - pasiūlyto regeneratyvinio šviesos impulsų formavimo įrenginio optinė schema, kurioje visos optinės priemonės išdėstytos nuosekliai šviesos impulso sklidimo kelyje, sudarant tiesinę regeneruojančią grandinę, kurioje šviesos impulsai pirmyn ir atgal sklinda ta pačia persiklojančia trajektorija ir kurioje pradinių šviesos impulsų įvedimo į regeneruojančią grandinę, suformuotų šviesos impulsų išvedimo iš regeneruojančios grandinės ir regeneruojančios grandinės sujungimo/pertraukimo funkciją atlieka keturių šakų optinis jungiklis.Fig. 4 - optical diagram of the proposed regenerative light pulse forming device, in which all optical means are arranged sequentially in the light pulse propagation path, forming a linear regenerating circuit, in which the light pulses forward and backward propagate along the same overlapping trajectory and in which the light formed by the introduction of the initial light pulses into the regenerating circuit the function of outputting pulses from the regenerative circuit and connecting/disconnecting the regenerative circuit is performed by a four-branch optical switch.

Fig. 5 - pavaizduota keturių šakų akustooptinio jungiklio schema.Fig. 5 - a diagram of a four-branch acousto-optical switch is shown.

Fig. 6a - Fig. 6b - pavaizduoti pirmojo ir antrojo filtrų pralaidumai priklausomai nuo bangos ilgio pavyzdžiai.Fig. 6a - Fig. 6b - examples of bandwidths of the first and second filters depending on the wavelength are shown.

Fig. 7. - Pradinių ir suformuotų impulsų laikinių profilių pavyzdžiai.Fig. 7. - Examples of temporal profiles of initial and formed pulses.

Fig. 8. - Impulso santykinio energijos pokyčio priklausomai nuo apėjimų skaičiaus regeneruojančia grandine pavyzdys.Fig. 8. - An example of the relative change of pulse energy depending on the number of turns in the regenerative circuit.

Brėžiniuose naudojami sutrumpinimai:Abbreviations used in the drawings:

NTM - netiesinė medžiaga;NTM - non-linear material;

F1, F2 - filtras 1, filtras 2;F1, F2 - filter 1, filter 2;

FD - fotodetektorius;FD - photodetector;

VB - valdymo blokas;VB - control unit;

PŠIŠ - pradinio šviesos impulso šaltinis.PŠIŠ - the source of the initial light pulse.

IŠRADIMO REALIZAVIMO PAVYZDŽIAIEXAMPLES OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Tekste minimas „impulsas“ suprantamas kaip „šviesos impulsas“. Siūlomas regeneratyvinis šviesos impulsų formavimo būdas apima pradinio šviesos impulso įvedimą į regeneruojančią grandinę, regeneruojančios grandinės sujungimą sudarant uždarą regeneruojančią grandinę, pakartotinį-ciklišką šviesos impulso regeneravimą sujungtoje uždaroje regeneruojančioje grandinėje kol suformuoja regeneruojančios grandinės parametrais apibrėžtą (RGPA) šviesos impulsą užduotu tikslumu ir suformuoto šviesos impulso išvedimą iš regeneruojančios grandinės bei regeneruojančios grandinės pertraukimą taip, kad nebūtų toliau regeneruojamas šviesos impulsas, kur vienas pilnas šviesos impulso regeneravimo ciklas apima šią operacijų seką: šviesos impulso sustiprinimą stiprintuve, sustiprinto šviesos impulso spektro išplėtimą dėl Kerro efekto netiesinėje medžiagoje, spektriškai išplėsto šviesos impulso spektrinį atskyrimą pirmuoju filtru, kuris atskiria iš anksto pasirinktų bangos ilgių šviesos impulso spektro komponentus, kitų bangos ilgių šviesos impulso spektro komponentus pašalina iš regeneruojančios grandinės, pirmajame filtre spektriškai atskirto šviesos impulso, jeigu reikia sustiprinimą stiprintuve bei sustiprinto šviesos impulso spektro išplėtimą dėl Kerro efekto netiesinėje medžiagoje, spektriškai išplėsto šviesos impulso spektrinį atskyrimą antruoju filtru, kuris atskiria iš anksto pasirinktų bangos ilgių šviesos impulso spektro komponentus, tačiau paslinktus atžvilgiu bangos ilgių, kuriuos atskiria pirmasis filtras, o kitų bangos ilgių šviesos impulso spektro komponentus pašalina iš regeneruojančios grandinės. Pirmu ir antru filtrais atskiriamų šviesos impulso spektro komponentų bangos ilgiai yra paslinkti vieni kitų atžvilgiu tiek, kad jie nepersikloja, arba persikloja tik tiek, kad sujungtoje uždaroje regeneruojančioje grandinėje nedominuotų nuolatinės spinduliuotės (CW), triukšmų bei pulsuojančios spinduliuotės generacija, kuri nuslopina regeneruojamą šviesos impulsą. Be to, pradinis šviesos impulsas gali būti įvedamas bet kurioje regeneruojančios grandinės vietoje ir suformuotas šviesos impulsas gali būti išvedamas bet kurioje regeneruojančios grandinės vietoje. Šviesos impulsų įvedimui ir išvedimui gali būti naudojami optiniai šakotuvai. Taip pat šviesos impulsas gali būti įvedamas ir išvedamas pro filtrus.The "impulse" mentioned in the text is understood as a "pulse of light". The proposed regenerative method of forming light pulses includes the introduction of an initial light pulse into the regenerative circuit, connecting the regenerative circuit to form a closed regenerative circuit, repeated-cyclical regeneration of the light pulse in the connected closed regenerative circuit until forming a light pulse defined by the parameters of the regenerative circuit (RGPA) with a given accuracy and the formed light pulse output from the regenerative circuit and interrupting the regenerative circuit so that the light pulse is not regenerated further, where one complete cycle of light pulse regeneration includes the following sequence of operations: amplification of the light pulse in the amplifier, spectrum broadening of the amplified light pulse due to the Kerr effect in a nonlinear material, spectral broadening of the light pulse separation by the first filter, which separates the components of the light pulse spectrum of preselected wavelengths, the components of the light pulse spectrum of other wavelengths by removes from the regenerative circuit, the spectrally separated light pulse in the first filter, if amplification is required in the amplifier and spectrum broadening of the amplified light pulse due to the Kerr effect in nonlinear material, spectral separation of the spectrally broadened light pulse by the second filter, which separates the components of the spectrum of the light pulse of preselected wavelengths, but shifted with respect to the wavelengths that are separated by the first filter, and the components of the light pulse spectrum of other wavelengths are removed from the regenerative circuit. The wavelengths of the spectrum components of the light pulse separated by the first and second filters are shifted relative to each other so that they do not overlap, or overlap only so that the connected closed regenerative circuit is not dominated by the generation of continuous radiation (CW), noises and pulsed radiation, which suppresses the regenerated light pulse . In addition, the initial light pulse can be input anywhere in the regenerative circuit and the formed light pulse can be output anywhere in the regenerative circuit. Optical hubs can be used for input and output of light pulses. Also, the light pulse can be fed in and out through the filters.

Siūlomas regeneratyvinis šviesos impulsų formavimo įrenginys apima šias optines priemones:The proposed regenerative light pulse shaping device includes the following optical means:

1-pirmasis filtras; 2- antrasis filtras; 3 - pirmasis stiprintuvas; 4 - pirmoji netiesinė medžiaga, pasižyminti optiniu Kerro efektu, 5 - antrasis stiprintuvas; 6 antroji netiesinė medžiaga, pasižyminti optiniu Kerro efektu; 7, 7‘ ir 7‘‘‘ - valdomi optiniai jungikliai, kur Fig. 1 ir Fig. 4 yra valdomas keturių šakų optinis jungiklis 7, Fig. 2 - valdomas trijų šakų optinis jungiklis 7‘ ir Fig. 3- valdomas dviejų šakų jungiklis 7‘‘; 8-įvedimo šaka, 9- išvedimo šaka, 10 - regeneruojanti grandinė, kuri apima paminėtas optines priemones (3, 4, 1, 5, 6, 2), kurios pagal šviesos impulso sklidimo trajektoriją Fig. 1 - Fig. 3 sujungtos nuosekliai, sudarant žiedinę regeneruojančą grandinę; 11- optinis šakotuvas, 12- šaka, išvedanti dalį šviesos impulsų energijos, 13- fotodektorius, 14- valdymo blokas, 15- pradinio šviesos impulso šaltinis, 16optinis izoliatorius, kuris, jeigu reikia, užtikrina vienakryptį spinduliuotės sklidimą. Optinis šakotuvas 11 nukreipia tam tikrą dalį spinduliuotės galios, tame tarpe ir dalį šviesos impulsų energijos į šaką 12. Šaka 12 yra sujungta su fotodetektoriumi 13, kuris detektuoja šviesos impulsus ir perduoda signalą į valdymo bloką 14, sujungta su pradiniu šviesos impulsų šaltiniu 15 ir valdomu optiniu jungikliu 7. Pradžioje pradinių šviesos impulsų šaltinis 15 sugeneruoja pradinį šviesos impulsą, kuris per įvedimo šaką 8 nukreipiamas į valdomą optinį jungiklį 7 ir patenka į regeneruojančią grandinę 10, tuo metu kai pradinis šviesos impulsas patenka į regeneruojančia grandinę 10, valdymo blokas 14 perduoda valdymo signalą į valdomą optinį jungiklį 7 ir valdomas optinis jungiklis 7 sujungia bei uždaro regeneruojančią grandinę 10, regeneruojančioje grandinėje šviesos impulsas sklinda uždara žiedine trajektorija ir yra pakarotinai regeneruojamas. Fotodetektorius 13 detektuoja regeneruojamą šviesos impulsą ir perduoda signalą į valdymo bloką 14 ir kai suformuojamas atsikartojantis šviesos impulsas užduotu tikslumu arba yra detektuojamas iš anksto užduotas šviesos impulsų apėjimų skaičius regeneruojančia grandine, arba praėjus iš anksto užduotam laiko tarpui, per kuri yra žinoma, kad susiformuoja šviesos impulsas užduotu tikslumu, valdymo blokas 14 perduoda valdymo signalą į valdomą optinį jungiklį 7 ir valdomas optinis jungiklis 7 perjungiamas pertraukiant uždarą regeneruojančią grandinę 10 ir nukreipiant suformuotą šviesos impulsą į išėjimo šaką 9. Vienas šviesos impulso regeneravimo ciklas sujungtoje uždaroje regeneruojančioje grandinėje vyksta tokia tvarka: Stiprintuve 3 sustiprintas šviesos impulsas spektriškai išplečiamas netiesinėje medžiagoje 4, spektriškai išplėstas šviesos impulsas sklinda pro pirmą filtrą 1, kuris atskiria-praleidžia tik tam tikrų bangos ilgių šviesos impulso spektrinius komponentus, kitų bangos ilgių šviesos impulso spektrinius komponentus pašalina iš regeneruojančios grandinės 10. Pro pirmąjį filtrą 1 prasklidęs spektriškai atskirtas šviesos impulsas prasklinda pro optinį izoliatorių 16 bei optinį šakotuvą 11 ir nukreipiamas į stiprintuvą 5. Stiprintuve 5 sustiprintas (bet nebūtinai) šviesos impulsas vėl spektriškai išplečiamas netiesinėje medžiagoje 6 ir patenka į antrą filtrą 2, kuris atskiria-praleidžia tik tam tikrų bangos ilgių impulso spektrinius komponentus, o kitų bangos ilgių šviesos impulso spektrinius komponentus pašalina iš regeneruojančios grandinės 10. Pirmas filtras 1 ir antras filtras 2 atskiria-praleidžia vienas kitų atžvilgiu paslinktas bangos ilgių sritis kurios nepersikloja arba persikloja iki tiek, kad sujungtoje uždaroje regeneruojančioje grandinėje 10 nepradėtų dominuoti nuolatinės spinduliuotės (CW), triukšmų bei pulsuojančios spinduliuotės generacija, kuri nuslopina regeneruojamą šviesos impulsą. Pro antrąjį filtrą 2 prasklidę spektriškai atskirti šviesos impulsai per valdomą keturių šakų optinį jungiklį 7 vėl nukreipiami į stiprintuvą 3. Po to operacijų seka cikliškai vėl kartojama kol suformuojamas atsikartojantis šviesos impulsas užduotu tikslumu, suformuotas šviesos impulsas, perjungus valdomą keturių šakų optinį jungiklį 7, iš regeneruojančios grandinės 10 nukreipiamas į išėjimo šaka 9 ir tuo pačiu yra pertraukiama uždara regeneruojanti grandinė 10. Be to, stiprintuvas 5 nėra būtinas, jei pirmu filtru 1 spektriškai atskirto-praėjusio impulso smailinė galia yra pakankama, kad jo spektras išplistų netiesinėje medžiagoje 6. Optinis izoliatorius 16 yra naudojamas sklindančios spinduliuotės kryptingumui užtikrinti sujungtoje uždaroje regeneruojančioje grandinėje, taip pat optinis izoliatorius slopina spontaninę spinduliuotės emisiją. Fig. 1 pavaizduotas regeneratyvinis šviesos impulsų formavimo įrenginys kurį sudaro žiedu sujungta regeneruojanti grandinė 10, kurioje patalpintas valdomas keturių šakų optinis jungiklis 7 regeneruojančios grandinės sujungimui/pertraukimui, pradinio šviesos impulso įvedimui į regeneruojančia grandinę 10 per įvedimo šaką 8 ir suformuoto šviesos impulso išvedimui per išėjimo šaką 9 iš regeneruojančios grandinės 10. Fotodetektorius 13 detektuoja regeneruojamą šviesos impulsą ir perduoda signalą į valdymo bloką 14 ir kai suformuojamas atsikartojantis impulsas užduotu tikslumu arba yra detektuojamas iš anksto užduotas šviesos impulsų apėjimų skaičius regeneruojančia grandine, arba praėjus iš anksto užduotam laiko tarpui, per kuri yra žinoma, kad iš pradinio šviesos impulso susiformuoja šviesos impulsas užduotu tikslumu (pastaruoju atveju fotodetektorius 13 nereikalingas), valdymo blokas 14 perduoda valdymo signalą į optinį jungiklį 7 ir optinis jungiklis 7 perjungiamas pertraukiant uždarą regeneruojančią grandinę 10 ir nukreipiant suformuotą šviesos impulsą į išėjimo šaką 9. Regeneruojančią grandinę sudaro šie elementai: 1 - pirmasis filtras; 2 - antrasis filtras; 4, 6 - netiesinės medžiagos, kuriuose dėl optinio Kerro efekto (fazinės savimoduliacijos, arba kryžminės moduliacijos, arba keturbangio maišymo) išplinta šviesos impulso spektras; 3, 5 - stiprintuvai, kuriuose šviesos impulsas yra sustiprinamas; 7 - valdomas keturių šakų optinis jungiklis regeneruojančios grandinės 10 sujungimui/pertraukimui, pradinio šviesos impulso įvedimui į regeneruojančią grandinę 10 per įvedimo šaką 8 ir suformuoto šviesos impulso išvedimui iš regeneruojančios grandinės per išėjimo šaką 9; 16 - optinis izoliatorius praleidžiantis spinduliuotė (tame tarpe ir šviesos impulsus) tik viena kryptimi, o priešinga kryptimi blokuoja, 11 - optinis šakotuvas nukreipiantis dalį šviesos impulso energijos į šaką 12, kuri sujungta su fotodektoriumi 13, skirtu regeneruojamo šviesos impulso dinamikos regeneruojančioje grandinėje detektavimui; 10 - žiedinė regeneruojanti grandinė, kuri sujungiama/pertraukiama valdomu keturių šakų optiniu jungikliu 7. Valdomo keturių šakų akustooptinio jungiklio 7 schema pavaizduota Fig. 5. Valdomas keturių šakų optinis jungiklis 7 taip pat gali būti elektrooptinis arba MEMS tipo jungiklis.1-first filter; 2- second filter; 3 - the first amplifier; 4 - the first nonlinear material with the optical Kerr effect, 5 - the second amplifier; 6 second nonlinear material with optical Kerr effect; 7, 7' and 7''' - controlled optical switches, where Fig. 1 and Fig. 4 is a controllable four-branch optical switch 7, Fig. 2 - controlled three-branch optical switch 7' and Fig. 3- controllable two-branch switch 7''; 8 - input branch, 9 - output branch, 10 - regenerating circuit, which includes the mentioned optical means (3, 4, 1, 5, 6, 2), which according to the propagation path of the light pulse in Fig. 1 - Fig. 3 connected in series, forming a circular regenerating circuit; 11- optical hub, 12- branch, which outputs part of the energy of light pulses, 13- photo detector, 14- control unit, 15- source of initial light pulse, 16- optical isolator, which, if necessary, ensures unidirectional propagation of radiation. The optical hub 11 directs a certain part of the radiation power, including a part of the energy of the light pulses to the branch 12. The branch 12 is connected to a photodetector 13, which detects the light pulses and transmits the signal to the control unit 14, connected to the initial light pulse source 15 and controlled optical switch 7. At the beginning, the source of initial light pulses 15 generates an initial light pulse, which is directed to the controlled optical switch 7 through the input branch 8 and enters the regenerative circuit 10, at the time when the initial light pulse enters the regenerative circuit 10, the control unit 14 transmits the control signal to the controlled optical switch 7 and the controlled optical switch 7 connects and closes the regenerating circuit 10, in the regenerating circuit the light pulse propagates in a closed circular trajectory and is repeatedly regenerated. The photodetector 13 detects the regenerative light pulse and transmits the signal to the control unit 14 and when a repetitive light pulse is formed with a given accuracy, or a predetermined number of light pulse cycles through the regenerative circuit is detected, or a predetermined time interval has elapsed during which it is known that the light pulses are formed pulse with the specified accuracy, the control unit 14 transmits the control signal to the controlled optical switch 7 and the controlled optical switch 7 is switched by interrupting the closed regenerative circuit 10 and directing the formed light pulse to the output branch 9. One light pulse regeneration cycle in the connected closed regenerative circuit takes place in the following order: In the amplifier 3, the amplified light pulse is spectrally expanded in the nonlinear material 4, the spectrally expanded light pulse passes through the first filter 1, which separates-passes only the spectral components of the light pulse of certain wavelengths, other wavelengths the spectral components of the light pulse are removed from the regenerating circuit 10. After passing through the first filter 1, the spectrally separated light pulse passes through the optical isolator 16 and the optical splitter 11 and is directed to the amplifier 5. The light pulse amplified in the amplifier 5 (but not necessarily) is again spectrally expanded in the nonlinear material 6 and enters the second filter 2, which separates and passes only the spectral components of the pulse of certain wavelengths, and removes the spectral components of the light pulse of other wavelengths from the regenerating circuit 10. The first filter 1 and the second filter 2 separate and pass the wavelength ranges shifted relative to each other which do not overlap or overlap to the extent that the connected closed regenerative circuit 10 does not start to dominate the generation of continuous radiation (CW), noises and pulsed radiation, which suppresses the regenerated light pulse. After passing through the second filter 2, the spectrally separated light pulses are re-directed to the amplifier 3 through the controllable four-branch optical switch 7. After that, the sequence of operations is cyclically repeated until a repeating light pulse is formed with the specified accuracy, the light pulse is formed after switching the controllable four-branch optical switch 7, from of the regenerative circuit 10 is directed to the output branch 9 and at the same time the closed regenerative circuit 10 is interrupted. In addition, the amplifier 5 is not necessary if the peak power of the spectrally separated-passed pulse by the first filter 1 is sufficient for its spectrum to spread in the nonlinear material 6. Optical isolator 16 is used to ensure the directivity of the propagating radiation in the connected closed regenerative circuit, and also the optical isolator suppresses the spontaneous emission of radiation. Fig. 1 shows a regenerative light pulse forming device consisting of a ring-connected regenerative circuit 10, in which a controllable four-branch optical switch 7 is placed for connecting/disconnecting the regenerative circuit, introducing the initial light pulse into the regenerative circuit 10 through the input branch 8 and outputting the formed light pulse through the output branch 9 from the regenerating circuit 10. The photodetector 13 detects the regenerating light pulse and transmits the signal to the control unit 14 and when a repeating pulse is formed with a given accuracy, or a predetermined number of light pulses around the regenerating circuit is detected, or a predetermined time interval has passed, during which it is known , that a light pulse with a given accuracy is formed from the initial light pulse (in the latter case, the photodetector 13 is not needed), the control unit 14 transmits the control signal to the optical switch 7 and the optical switch 7 is switched by interrupting the closed regen regenerating circuit 10 and directing the formed light pulse to the output branch 9. The regenerating circuit consists of the following elements: 1 - the first filter; 2 - the second filter; 4, 6 - non-linear materials in which the light pulse spectrum spreads due to the optical Kerr effect (phase self-modulation, or cross-modulation, or four-wave mixing); 3, 5 - amplifiers in which the light pulse is amplified; 7 - a controllable four-branch optical switch for connecting/disconnecting the regenerating circuit 10, introducing the initial light pulse into the regenerating circuit 10 through the input branch 8 and outputting the formed light pulse from the regenerating circuit through the output branch 9; 16 - optical isolator that transmits radiation (including light pulses) in only one direction and blocks it in the opposite direction, 11 - optical splitter that directs part of the light pulse energy to branch 12, which is connected to photodetector 13, for detecting the dynamics of the regenerated light pulse in the regenerative circuit; 10 - ring regenerative circuit, which is connected/disconnected by the controlled four-branch optical switch 7. The scheme of the controlled four-branch acousto-optical switch 7 is shown in Fig. 5. The controllable four-branch optical switch 7 can also be an electro-optical or MEMS-type switch.

Fig. 2 pavaizduotas kitas regeneratyvinis šviesos impulsų formavimo įrenginys, kuris panašus į įrenginį pavaizduotą Fig. 1, tačiau skiriasi tuo, kad pradinio šviesos impulso įvedimui per įvedimo šaką 8 į regeneruojančią grandinę 10 panaudotas optinis šakotuvas 17, o suformuoto šviesos impulso išvedimui iš regeneruojančios grandinės funkciją ir regeneruojančios grandinės pertraukimą/sujungimą atlieka valdomas trijų šakų optinis jungiklis 7‘. Optinis šakotuvas 17 gali būti, pavyzdžiui, 50/50 dalinimo santykio, tai reiškia, kad tik pusę pradinio šviesos impulso energijos pateks į regeneruojančią grandinę 10 ir atitinkamai pro optinį šakotuvą 17 praeis tik pusė regeneruoto šviesos impulso energijos, dėl to atitinkamai turi būti numatytas dvigubai aukštesnis stiprintuvo 3 stiprinimas, kad būtų kompensuojami patirti nuostoliai optiniame šakotuve 17. Be to, pradinio šviesos impulso įvedimo ir suformuoto šviesos impulso išvedimo šakos gali būti sukeistos vietomis. Tada pradinis šviesos impulsas bus įvedamas į regeneruojančia grandinę 10 per valdomą trijų šakų optinį jungiklį 7‘, o suformuotas šviesos impulsas bus išvedamas per optinį šakotuvą 17.Fig. 2 shows another regenerative light pulse shaping device which is similar to the device shown in FIG. 1, but it differs in that an optical splitter 17 is used to introduce the initial light pulse through the input branch 8 into the regenerating circuit 10, and the function of outputting the formed light pulse from the regenerating circuit and breaking/connecting the regenerating circuit is performed by a controlled three-branch optical switch 7'. The optical splitter 17 can be, for example, a 50/50 split ratio, which means that only half of the energy of the original light pulse will enter the regenerating circuit 10 and, accordingly, only half of the energy of the regenerated light pulse will pass through the optical splitter 17, so that a double higher gain of the amplifier 3 to compensate for the losses in the optical splitter 17. In addition, the branches of the input of the initial light pulse and the output of the formed light pulse can be interchanged. Then, the initial light pulse will be input to the regenerative circuit 10 through the controllable three-branch optical switch 7', and the formed light pulse will be output through the optical splitter 17.

Fig. 3 pavaizduotas kitas regeneratyvinis šviesos impulsų formavimo įrenginys, kuris panašus į įrenginį pavaizduotą Fig.1, kurį sudaro panaši žiedu sujungta regeneruojanti grandinė 10, tačiau skiriasi tuo, kad į regeneruojančią grandinę 10 pradinis šviesos impulsas įvedamas per optinio šakotuvo 17 įvedimo šaką 8 ir iš regeneruojančios grandinės 10 išvedamas šviesos impulsas per optinio šakotuvo 18 išėjimo šaką 9, o regeneruojančios grandinės 10 pertraukimą/sujungimą atlieka valdomas dviejų šakų optinis jungiklis 7‘‘. Iš pradžių valdomas dviejų šakų optinis jungiklis 7‘‘ sujungia ir uždaro regeneruojančią grandinę, tada pradinis šviesos impulsas, sugeneruotas pradinių šviesos impulsų šaltinio 15, per įvedimo šaką 8 ir optinį šakotuvą 17 patenka į sujungtą uždarą regeneruojančią grandinę 10. Regeneruojančioje grandinėje 10 yra pakartotinai regeneruojamas šviesos impulsas tol kol susiformuoja atsikartojantis šviesos impulsas iš anksto užduotu tikslumu arba susiformuoja šviesos impulsas regeneruojant jį iš anksto numatytą pakartojimų skaičių, arba šviesos impulsas regeneruojamas tam tikrą iš anksto užduotą laiko tarpą, per kurį iš pradinio šviesos impulso susiformuoja šviesos impulsas užduotu tikslumu ir kai šviesos impulsas susiformuoja, valdymo blokas 14 perduoda valdymo signalą į valdomą dviejų šakų optinį jungiklį 7‘‘, kuris pertraukia uždarą regeneruojančią grandinę 10 ir regeneruojamas impulsas regeneruojančioje grandinėje 10 išnyksta. Kas kiekvieną apėjimą regeneruojančia grandinę 10 dalis regeneruojamo šviesos impulso energijos yra atidalinama optiniu šakotuvu 18 ir nukreipiama į išėjimo šaką 9 kuri optiškai sujungta su impulsų išrinkimo įtaisu 19, kuris iš atidalintų regeneruojamų šviesos impulsų sekos išrenką suformuotą šviesos impulsą, o kitus atidalintus dar nesusiformavusius užduotu tikslumu šviesos impulsus užblokuoja. Valdomas dviejų šakų optinis jungiklis 7‘‘ gali būti pakankamai lėtas, nes jo pagrindinė funkcija yra pertraukti uždarą regeneruojančią grandinę taip, kad regeneruojančioje grandinėje išnyktų regeneruojamas šviesos impulsas iki kol į regeneruojančią grandinę bus įvestas naujas pradinis šviesos impulsas. Nėra būtina, kad regeneruojamas šviesos impulsas išnyktų per vieną apėjimą regeneruojančia grandine, nes suformuotas šviesos impulsas yra išrenkamas iš atidalintų šviesos impulsų sekos impulsų išrinkimo įtaisų 19.Fig. 3 shows another regenerative light pulse forming device, which is similar to the device shown in Fig. 1, which consists of a similar regenerative circuit 10 connected by a ring, but differs in that the initial light pulse is introduced into the regenerative circuit 10 through the input branch 8 of the optical splitter 17 and from the regenerative the circuit 10 outputs a light pulse through the output branch 9 of the optical splitter 18, and the break/connection of the regenerating circuit 10 is performed by the controllable two-branch optical switch 7''. Initially, the controlled two-branch optical switch 7'' connects and closes the regenerative circuit, then the initial light pulse generated by the source of initial light pulses 15 enters the connected closed regenerative circuit 10 through the input branch 8 and the optical splitter 17. In the regenerative circuit 10 is repeatedly regenerated light pulse until a repeating light pulse is generated with a predetermined accuracy, or a light pulse is generated by regenerating it for a predetermined number of repetitions, or a light pulse is regenerated for a certain predetermined time interval during which a light pulse is generated from the initial light pulse with a predetermined accuracy and when the light pulse the pulse is formed, the control unit 14 transmits the control signal to the controlled two-branch optical switch 7'', which interrupts the closed regenerative circuit 10 and the regenerated pulse in the regenerative circuit 10 disappears. After each round of the regenerating circuit 10, a part of the energy of the regenerated light pulse is separated by an optical splitter 18 and directed to the output branch 9, which is optically connected to a pulse selection device 19, which selects the formed light pulse from the separated regenerated light pulse sequence, and the other separated ones that have not yet formed with the specified accuracy light pulses are blocked. The controlled two-branch optical switch 7'' can be slow enough, because its main function is to interrupt the closed regenerative circuit so that the regenerated light pulse disappears in the regenerative circuit until a new initial light pulse is introduced into the regenerative circuit. It is not necessary for the regenerated light pulse to disappear in one pass through the regenerative circuit, since the formed light pulse is selected from the separated pulse selection devices 19 of the sequence of light pulses.

Fig. 4 pavaizduotas kitas, regeneratyvinis šviesos impulsų formavimo įrenginys, kai visos optinės priemonės (2, 6, 3, 4, 1) išdėstytos nuosekliai ir šviesos impulso sklidimo trajektorijos pirmyn ir atgal sutampa ir sudaro tiesinę regeneruojančią grandinę 10, o pradinis šviesos impulsas į regeneruojančią grandinę 10 įvedamas ir suformuotas šviesos impulsas iš regeneruojančios grandinės 10 išvedamas per valdomą keturių šakų optinį jungiklį 7. Optiniu šakotuvu 11 atskirti regeneruojami šviesos impulsai per šaką nukreipiami 12 į fotodetektorius 13, kuris detektuoja regeneruojamą šviesos impulsą ir perduoda signalą į valdymo bloką 14 ir kai suformuojamas atsikartojantis šviesos impulsas užduotu tikslumu arba yra detektuojamas iš anksto užduotas šviesos impulsų apėjimų skaičius regeneruojančia grandine 10, arba praėjus iš anksto užduotam laiko tarpui, per kuri yra žinoma, kad iš pradinio šviesos impulso susiformuoja šviesos impulsas užduotu tikslumu, valdymo blokas 14 perduoda valdymo signalą į valdomą keturių šakų optinį jungiklį 7 ir valdomas keturių šakų optinis jungiklis 7 perjungiamas pertraukiant uždarą regeneruojančią grandinę 10 ir nukreipiant suformuotą šviesos impulsą į išėjimo šaką 9. Formuojamo šviesos impulso vienas regeneravimo ciklas regeneruojančioje grandinėje 10 vyksta tokia eilės tvarka: Stiprintuve 3 sustiprintas šviesos impulsas spektriškai išplečiamas netiesinėje medžiagoje 4, spektriškai išplėstas šviesos impulsas patenka į pirmą filtrą 1, kuris atskiria ir grąžina tik tam tikrų bangos ilgių šviesos impulso spektrinius komponentus, kitų bangos ilgių šviesos impulso spektriniai komponentai yra pašalinami iš regeneruojančios grandinės 10. Pirmu filtru 1 spektriškai atskirtas ir grąžintas šviesos impulsas vėl patenka į netiesinę medžiagą 4, sklindant šviesos impulsui netiesine medžiaga 3 atgaline kryptimi, šviesos impulso spektras gali nežymiai plisti, nes spektriškai atskirto ir grąžinto šviesos impulso smailinė galia gali būti nepakankama, po to šviesos impulsas vėl patenka į stiprintuvą 3, stiprintuve 3 sustiprintas šviesos impulsas prasklinda pro valdomą keturių šakų optinį jungiklį 7 ir spektriškai išplečiamas kitoje netiesinėje medžiagoje 6 (bet nebūtinai) ir patenka į antrą filtrą 2, kuris atskiria-grąžina tik tam tikrų bangos ilgių šviesos impulso spektrinius komponentus, o kitų bangos ilgių šviesos impulso spektrinius komponentus pašalina iš regeneruojančios grandinės 10. Kartu pirmas filtras 1 ir antras filtras 2 atskiria ir grąžina paslinktus vienus kitų atžvilgiu pagal bangos ilgius šviesos impulso spektrinius komponentus kurie nepersikloja arba persiloja iki tiek, kad valdomu keturių šakų optinių jungikliu 7 sujungtoje regeneruojančioje grandinėje nepradėtų dominuoti nuolatinės spinduliuotės (CW), triukšmų bei pulsuojančios spinduliuotės generacija, kuri nuslopina regeneruojamą šviesos impulsą. Antru filtru 2 spektriškai atskirtas ir grąžintas šviesos impulsas vėl įvedamas atgal į neteisinę medžiagą 6 (bet nebūtinai), sklindant šviesos impulsui netiesine medžiaga 6 atgaline kryptimi, spektras gali nežymiai plisti, nes spektriškai atskirto ir grąžinto šviesos impulso smailinė galia gali būti nepakankama. Po to šviesos impulsas vėl patenka į stiprintuvą 3 ir operacijų seka cikliškai kartojama iki tol kol suformuojamas atsikartojantis šviesos impulsas užduotu tikslumu arba šviesos impulsas regeneruojamas iš anksto numatytą pakartojimų skaičių, arba iš anksto numatytą laiko tarpą per kurį iš pradinio šviesos impulso susiformuoja šviesos impulsas užduotu tikslumu. Tiesinėje regeneruojančioje grandinėje, kad būtų regeneruojamas šviesos impulsas, turi būti nemažiau kaip vienas stiprintuvas, viena neteisinė medžiaga ir du filtrai kurių atskirti-grąžinti šviesos impulso spektriniai komponentai pagal bangos ilgius nepersikloja arba persikloja iki tiek, kad nepradėtų dominuoti nuolatinės spinduliuotės (CW), triukšmų bei pulsuojančios spinduliuotės generacija, kuri nuslopina regeneruojamą impulsą. Valdomas keturių šakų optinis jungiklis 7 turi būti pakankamai greitas, kad spėtų persijungti iš vienos padėties į kitą tol kol pradinis šviesos impulsas pradedant nuo valdomo keturių šakų optinio jungiklio 7 prasklinda pro stiprintuvą 3, netiesinę medžiagą 4 ir grįžta nuo filtro 1 pro netiesinę medžiagą 4 ir stiprintuvą 3 iki valdomo keturių šakų optinio jungiklio 7.Fig. 4 shows another, regenerative light pulse forming device, when all optical means (2, 6, 3, 4, 1) are arranged in series and the forward and backward propagation trajectories of the light pulse coincide and form a linear regenerating circuit 10, and the initial light pulse to the regenerating circuit 10 is input and the formed light pulse from the regenerating circuit 10 is output through the controlled four-branch optical switch 7. The regenerated light pulses separated by the optical splitter 11 are directed through the branch 12 to the photodetector 13, which detects the regenerated light pulse and transmits the signal to the control unit 14 and when a repetitive a light pulse with a given accuracy or a predetermined number of light pulse cycles is detected by the regenerating circuit 10, or after a predetermined time interval has passed, during which it is known that a light pulse with a given accuracy is formed from the initial light pulse, the control unit 14 transmits a control signal to v the adjustable four-branch optical switch 7 and the controlled four-branch optical switch 7 are switched by interrupting the closed regenerating circuit 10 and directing the formed light pulse to the output branch 9. One regeneration cycle of the formed light pulse in the regenerating circuit 10 takes place in the following order: The light pulse amplified in the amplifier 3 is spectrally expanded in the nonlinear material 4, the spectrally expanded light pulse enters the first filter 1, which separates and returns only the spectral components of the light pulse of certain wavelengths, the spectral components of the light pulse of other wavelengths are removed from the regenerating circuit 10. The spectrally separated and returned light by the first filter 1 the pulse enters the nonlinear material 4 again, when the light pulse propagates through the nonlinear material 3 in the backward direction, the spectrum of the light pulse may slightly spread, because the peak power of the spectrally separated and returned light pulse may be insufficient, after which the light i the pulse again enters the amplifier 3, the light pulse amplified in the amplifier 3 passes through the controllable four-branch optical switch 7 and is spectrally expanded in another nonlinear material 6 (but not necessarily) and enters the second filter 2, which separates and returns only the spectral signals of the light pulse of certain wavelengths components, and the spectral components of the light pulse of other wavelengths are removed from the regenerating circuit 10. At the same time, the first filter 1 and the second filter 2 separate and return the spectral components of the light pulse that are shifted relative to each other according to the wavelengths and do not overlap or overlap to the extent that the controlled four-branch optical the regenerative circuit connected by switch 7 should not be dominated by the generation of continuous radiation (CW), noises and pulsating radiation, which suppresses the regenerated light pulse. By the second filter 2, the spectrally separated and returned light pulse is re-introduced back into the nonlinear material 6 (but not necessarily), when the light pulse propagates through the nonlinear material 6 in the backward direction, the spectrum may slightly spread, because the peak power of the spectrally separated and returned light pulse may be insufficient. After that, the light pulse again enters the amplifier 3 and the sequence of operations is cyclically repeated until a repeating light pulse is formed with a given accuracy, or the light pulse is regenerated for a predetermined number of repetitions, or a predetermined time interval during which a light pulse with a given accuracy is formed from the initial light pulse . In a linear regenerative circuit, in order to regenerate the light pulse, there must be at least one amplifier, one nonlinear material and two filters whose separated-returned spectral components of the light pulse do not overlap or overlap to such an extent that the continuous radiation (CW) noise does not start to dominate and the generation of pulsed radiation, which suppresses the regenerated pulse. The controllable four-arm optical switch 7 must be fast enough to switch from one position to another until the initial light pulse starting from the controllable four-arm optical switch 7 passes through the amplifier 3, the nonlinear material 4 and returns from the filter 1 through the nonlinear material 4 and amplifier 3 to the controllable four-prong optical switch 7.

Fig. 5 pavaizduota valdomo keturių šakų akustooptinio jungiklio 7 schema, kurioje optinis perjungimas įvyksta dėl šviesos pluošto Brego difrakcijos, kurią sukelia optine medžiaga bėganti akustinė banga 20. Šviesos impulsas sklindantis pradinio šviesos impulso įvedimo šaka 8 yra nukreipiamas optiniu keliu 21 ir jei nėra akustinės bangos 20, šviesos impulsas toliau sklinda keliu 22 ir patenka į regeneruojančią grandinė 10. Regeneruojančia grandine 10 atsklindantis šviesos impulsas nukreipiamas optiniu keliu 23 ir akustinės bangos 20 optinėje medžiagoje sužadintoje lūžio rodiklio gardelėje difraguodamas šviesos impulsas yra nukreipiamas optiniu keliu 22 ir vėl patenka į regeneruojančią grandinę 10. Tačiau jei akustinės bangos 20 nėra, šviesos impulsas sklisdamas keliu 23 ne difraguoja, o toliau sklinda optiniu keliu 24 ir patenka į suformuoto šviesos impulso išėjimo šaką 9. Bendru atveju, nesant akustinei bangai 20, šviesos impulsas sklinda optiniai keliais 21 ir 22, arba šviesos impulsas sklinda optiniai keliais 23 ir 24, o esant akustinei bangai 20, šviesos impulsas difraguoja ir sklinda keliais 21 ir 24, arba sklinda keliais 23 ir 22. Taip pat akustootptinis jungiklis 7 gali būti jungimas taip, kad regeneruojanti grandinė 10 būtų sujungta per optinius kelius 23 ir 24, o pradinio impulso įvedimo šaka 8 su regeneruojančia grandine 10 būtų sujungta per optinius kelius 21 ir 24, ir suformuotas šviesos impulsas būtų išvedamas iš regeneruojančios grandinės 10 į išvedimo šaka 9 per optinius kelius 23 ir 22. Pastaruoju atveju pradinis šviesos impulsas būtų įvedamas ir atitinkamai suformuotas šviesos impulsas būtų išvedamas pertraukiant regeneruojančią grandinę esat sužadintai akustinei bangai 20, tokių būdų naudojant akustooptinį jungiklį išvedamas suformuotas šviesos impulsas yra didesnio kontrasto.Fig. 5 shows a diagram of a controllable four-branch acousto-optical switch 7, in which optical switching occurs due to the Bragg diffraction of a light beam caused by an acoustic wave 20 traveling through an optical material. The light pulse propagating in the input branch 8 of the initial light pulse is directed along the optical path 21 and in the absence of the acoustic wave 20, the light pulse continues to propagate along the path 22 and enters the regenerating circuit 10. The light pulse emanating from the regenerating circuit 10 is directed along the optical path 23 and the light pulse is directed along the optical path 22 and enters the regenerating circuit 10 again after diffracting the refractive index grating excited by the acoustic wave 20 in the optical material. if the acoustic wave 20 is not present, the light pulse does not diffract while propagating along the path 23, but continues to propagate along the optical path 24 and enters the output branch 9 of the formed light pulse. In general, in the absence of the acoustic wave 20, the light pulse propagates along the optical paths 21 and 22, or the light pulse spread nda optical paths 23 and 24, and in the presence of an acoustic wave 20, the light pulse diffracts and propagates through the paths 21 and 24, or propagates through the paths 23 and 22. Also, the acoustooptic switch 7 can be a connection so that the regenerative circuit 10 is connected through the optical paths 23 and 24, and the initial pulse input branch 8 would be connected to the regenerative circuit 10 via optical paths 21 and 24, and the formed light pulse would be output from the regenerative circuit 10 to the output branch 9 via optical paths 23 and 22. In the latter case, the initial light pulse would be input and the correspondingly formed light pulse would be output by interrupting the regenerative circuit for the excited acoustic wave 20, the outputted light pulse of such methods using an acousto-optical switch has a higher contrast.

Fig. 6 pavaizduoti pirmojo 1 ir antrojo 2 filtrų, šiuo atveju juostinių (angl. band-pass) filtrų, pralaidumo charakteristikų priklausomai nuo bangos ilgio, pavyzdžiai. Fig. 6a pavaizduotos pirmojo 1 ir antrojo 2 juostinių filtrų pralaidumo juostos dalinai persikloja. Juostinių filtrų (1, 2) pralaidumo juostos gali nežymiai persikloti, iki kol sujungtoje uždaroje regeneruojančioje grandinėje 10 nepradeda dominuoti nuolatinės spinduliuotės (CW), triukšmų bei pulsuojančios spinduliuotės generacija, kuri nuslopina regeneruojamą šviesos impulsą. Fig. 6b pavaizduotos pirmojo 1 ir antrojo 2 juostinių filtrų pralaidumo juostos yra visiškai atskirtos.Fig. 6 shows examples of the bandwidth characteristics of the first 1 and second 2 filters, in this case band-pass filters, depending on the wavelength. Fig. The passbands of the first 1 and the second 2 bandpass filters shown in Fig. 6a partially overlap. The passbands of bandpass filters (1, 2) can slightly overlap, until the generation of continuous radiation (CW), noises and pulsed radiation, which suppresses the regenerated light pulse, starts to dominate in the connected closed regenerative circuit 10. Fig. 6b, the passbands of the first 1 and second 2 bandpass filters are completely separated.

Fig. 7 pavaizduoti pradinių 25, 26 ir suformuotų 27 šviesos impulsų laikinių profilių pavyzdžiai, pirmu atveju - kai pradinio šviesos impulso 25 amplitudė mažesnė ir trukmė didesnė daugiau nei šimtą kartų, atitinkamai, lyginant su suformuoto šviesos impulso 27 amplitude ir trukme, atitinkamai, antru atveju - kai pradinio šviesos impulso 26 energija yra daugiau nei šimtą kartų mažesnė nei suformuoto šviesos impulso 27 energija. Nepriklausomai nuo pradinių šviesos impulsų 25, 26 energijos ir trukmės, suformuoti šviesos impulsai 27 yra identiški.Fig. 7 shows examples of temporal profiles of initial 25, 26 and formed light pulses 27, in the first case - when the amplitude of the initial light pulse 25 is lower and the duration is more than a hundred times greater, respectively, compared to the amplitude and duration of the formed light pulse 27, respectively, in the second case - when the energy of the initial light pulse 26 is more than a hundred times lower than the energy of the formed light pulse 27. Regardless of the energy and duration of the initial light pulses 25, 26, the formed light pulses 27 are identical.

Fig. 8 pavaizduotas santykinis impulso energijos pokytis priklausomai nuo apėjimų skaičiaus sujungta uždara regeneruojančia grandine 10. Santykinis energijos pokytis parodo kiek santykinai pakito šviesos impulso energija pakartotinai šviesos impulsui apėjus regeneruojančia grandine 10. Santykinis šviesos impulso energijos pokytis apibrėžiamas taip: \En - En-1\/(En + En-1) x 100%, kur En yra šviesos impulso energija po apėjimų, -1 yra šviesos impulso energija po - 1 apėjimų ir n yra apėjimų skaičius regeneruojančia grandine 10. Kai šviesos impulsas yra galutinai suformuotas, santykinis šviesos impulso energijos pokytis artėja prie nykstamai mažos vertės arba svyruoja apie tam tikra santykinai mažą vertę, šiuo konkrečiu atveju galutinai suformuoto šviesos impulso santykinis energijos pokytis yra mažesnis nei 10-6 procentų. Po pirmųjų apėjimų regeneruojančia grandine, šviesos impulso energija santykinai pakinta virš 100%, t. y. po kiekvieno regeneravimo ciklo šviesos impulso energija pakinta kelis kartus. Ir tik po ketvirto apėjimo regeneruojančia grandine santykinis šviesos impulso energijos pokytis yra mažesnis nei 1%. Toliau didinant apėjimų skaičių regeneruojančia grandine, šviesos impulso energija kinta vis mažiau ir mažiau. Kaip matyti iš šio pavyzdžio, reikalingas pakankamai didelis šviesos impulso apėjimų skaičius regeneruojančia grandine, kad būtų suformuotas pakankamai tikslai atsikartojantis šviesos impulsas.Fig. 8 shows the relative change in the energy of the pulse depending on the number of turns in the closed regenerative circuit 10. The relative change in energy shows how much the energy of the light pulse has changed relatively after the light pulse repeatedly passes through the regenerative circuit 10. The relative change in the energy of the light pulse is defined as follows: \E n - E n-1 \/(E n + E n-1 ) x 100%, where E n is the energy of the light pulse after the rounds, -1 is the energy of the light pulse after - 1 rounds and n is the number of rounds in the regenerative circuit 10. When the light pulse is finally formed , the relative energy change of the light pulse approaches a vanishingly small value or hovers around some relatively small value, in this particular case the relative energy change of the finally formed light pulse is less than 10 -6 percent. After the first passes through the regenerative circuit, the energy of the light pulse is relatively changed by more than 100%, that is, after each regeneration cycle, the energy of the light pulse changes several times. And only after the fourth pass through the regenerative circuit, the relative change in the energy of the light pulse is less than 1%. As the number of turns in the regenerative circuit continues to increase, the energy of the light pulse changes less and less. As can be seen from this example, a sufficiently large number of passes of the light pulse through the regenerative circuit is required to form a sufficiently repetitive light pulse.

Be to, šviesos impulsų formavimo įrenginiu vienu metu gali būti suformuojamas šviesos impulsų pliūpsnis kurį sudaro kelių vienodų šviesos impulsų grupė, tik svarbu, kad tarp pirmo ir paskutinio šviesos impulsų atstumas nebūtų didesnis nei pilnas apėjimas regeneruojančia grandine 10. Priklausomai nuo regeneruojančioje grandinėje esančių stiprintuvų 3, 5 galios, vienu metu uždaroje regeneruojančioje grandinėje 10 gali cirkuliuoti tik tam tikras šviesos impulsų skaičius, kuris proporcingas stiprintuvų 3, 5 galiai. Kiekvienu apėjimu uždara regeneruojančia grandine 10 šviesos impulsas dėl pakaitinio spektrinio filtravimo praranda didžiąją dalį savo energijos, kuri turi būti atstatyta stiprintuvuose 3, 5, tačiau jei stiprintuvų galios pakanka atstatyti tik vienam šviesos impulsui, tai iš šviesos impulsų grupės išliks tik vienas suformuotas impulsas, o kiti šviesos impulsai išnyks.In addition, the light pulse forming device can simultaneously form a burst of light pulses consisting of a group of several identical light pulses, but it is important that the distance between the first and last light pulses is not greater than a full circuit through the regenerative circuit 10. Depending on the amplifiers 3 in the regenerative circuit , 5 power, only a certain number of light pulses can circulate in the closed regenerative circuit 10 at the same time, which is proportional to the power of the amplifiers 3, 5. In each round of the closed regenerative circuit 10, the light pulse loses most of its energy due to alternating spectral filtering, which must be restored in the amplifiers 3, 5, but if the power of the amplifiers is sufficient to restore only one light pulse, then only one formed pulse will remain from the group of light pulses, and other light pulses will disappear.

Regeneratyviniame šviesos impulsų formavimo būde ir įrenginyje šviesos impulsas yra suformuotas tada, kai pakartotinai šviesos impulsui apėjus regeneruojančia grandine regeneruoto šviesos impulso parametrai nepakinta ir yra lygiai tokie patys kaip ir prieš tai buvusio šviesos impulso parametrai, arba pakinta mažiau nei iš anksto užduotu tikslumu. Pavyzdžiui, jei matuosime impulso energiją, tai šviesos impulsas yra suformuotas kai tenkinama sąlyga \En-En-1\ < ε, kur En yra šviesos impulso energija po apėjimų, -1 yra šviesos impulso energija po 1 apėjimų, ε yra iš anksto užduotas šviesos impulso energijos pokytis ir n yra apėjimų skaičius regeneruojančia grandine. Kitais atvejais, ypač kai pradinis šviesos impulsas yra atsikartojantis, galima laikyti, kad šviesos impulsas suformuojamas po apėjimų regeneruojančia grandine, kur n > 1. Kitaip tariant šviesos impulsas suformuojamas per iš anksto užduotą apėjimų skaičių, n, regeneruojančia grandine, nepriklausomai nuo to kokiu tikslumu atsikartoja suformuotas šviesos impulsas po kiekvieno sekančio apėjimo. Regeneratyvinis šviesos impulsų formavimo būdas ir įrenginys turi tenkinti sąlygą, kad impulsas uždara regeneruojančia grandine apeina daugia nei vieną kartą, pavyzdžiui 2 kartus, 100 kartų arba 3/2 kartų.In the regenerative method and device for forming light pulses, the light pulse is formed when the parameters of the regenerated light pulse are not changed and are exactly the same as the parameters of the previous light pulse, or changed less than the predetermined accuracy. For example, if we measure the energy of the pulse, then the light pulse is formed when the condition \E n -E n-1 \ < ε is satisfied, where E n is the energy of the light pulse after the rounds, -1 is the energy of the light pulse after 1 rounds, ε is from is the predetermined energy change of the light pulse and n is the number of turns in the regenerative circuit. In other cases, especially when the initial light pulse is repetitive, it can be considered that the light pulse is formed after the regenerative circuit, where n > 1. In other words, the light pulse is formed through a predetermined number of turns, n, of the regenerative circuit, regardless of the accuracy the formed light pulse is repeated after each subsequent round. The regenerative method and device for forming light pulses must satisfy the condition that the pulse goes around the closed regenerative circuit more than once, for example 2 times, 100 times or 3/2 times.

Kai kuriais atvejais, priklausomai nuo regeneruojančios grandinės parametrų, šviesos impulsas gali atsikartoti tik kas antrą apėjimą uždarai sujungta regeneruojančia grandine, tuomet šviesos impulsas pilnai regeneruojamas per du apėjimus. Lygiai taip pat galimas atvejis kai šviesos impulsas pilnai regeneruojamas per tris, ar daugiau apėjimų uždarai sujungta regeneruojančia grandine. Bendru atveju šviesos impulsas gali būti pilnai regeneruojamas per apėjimų uždara regeneruojančia grandine, kur k = 1,2,3,4 ....In some cases, depending on the parameters of the regenerative circuit, the light pulse can be repeated only every second circuit with a closed regenerative circuit, then the light pulse is fully regenerated in two circuits. Equally possible is the case when the light pulse is fully regenerated within three or more circuits of a closed regenerative circuit. In the general case, the light pulse can be fully regenerated through bypasses in a closed regenerative circuit, where k = 1,2,3,4 ....

Pradinis šviesos impulsas gali būti generuojamas: diodiniu lazeriu veikiančiu stiprinimo perjungimo rėžimu; nuolatinės veikos DFB diodinio lazerio spinduliuotę moduliuojant elektrooptiniu intensyvumo moduliatoriumi; per vėlinimo liniją sujungiant regeneratyvinio šviesos impulsų formavimo įrenginio suformuotų impulsų išėjimo šaką 9 su įrenginio pradinių impulsų įvedimo šaka 8.The initial light pulse can be generated by: diode laser-operated gain switching mode; by modulating the radiation of a continuous DFB diode laser with an electro-optical intensity modulator; connecting the output branch 9 of the pulses formed by the regenerative light pulse forming device with the input branch 8 of the initial pulses of the device through the delay line.

Filtras gali būti: dielektrinis filtras, interferencinis filtras, dichroinis veidrodis, skaidulinė Brego gardelė, tūrinė Brego gardelė, difrakcinė gardelė, prizmė, Lyot filtras, akustooptinis derinamas filtras, FabryPerot interferometras, stiprintuvas su atitinkama stiprinimo ir sugerties juosta ir t.t. Pagal spektrinį atsaką filtras gali būti juostinis, ilgąsias arba trumpaisiais bangas praleidžiantis, Gauso formos, Lorenco formos, parabolės formos, stačiakampės formos, trikampio formos ir bet kokios kitos formos. Vienas iš pavyzdžių gali būti Gauso filtras sudarytas iš optinės skaidulos prie kurios privirintas endcaps’as, už opinės skaidulos židininio nuotolyje patalpintas gradientinis lęšis, o kitoje lęšio pusėje, taip pat židinio nuotolyje, patalpinta atspindinti difrakcinė gardelė, kuri orientuota Littrow difrakcijos kampu.The filter can be: dielectric filter, interference filter, dichroic mirror, fiber Bragg grating, bulk Bragg grating, diffraction grating, prism, Lyot filter, acousto-optic tunable filter, FabryPerot interferometer, amplifier with appropriate gain and absorption band, etc. According to the spectral response, the filter can be band-pass, long-pass or short-pass, Gaussian-shaped, Lorentzian-shaped, parabolic-shaped, rectangular-shaped, triangular-shaped, and any other shape. One example can be a Gaussian filter consisting of an optical fiber to which endcaps are welded, a gradient lens is placed behind the optical fiber at the focal distance, and a reflective diffraction grating is placed on the other side of the lens, also at the focal distance, which is oriented at the Littrow diffraction angle.

Pirmasis ir antrasis filtrai, spektriškai atskiriantys skirtingų bangos ilgių šviesos impulsus, yra parinkti taip, kad jais atskirti spektrai nepersikloja iki kol impulsų spektras išplečiamas bent vienoje minėtoje netiesinėje medžiagoje, arba jais atskirti spektrai persikloja dalinai. Dėl spektrų persiklojimo regeneruojančioje grandinėje prasideda savaiminė spinduliuotės generacija, ji stiprėja iki kol įsisotina regeneruojančios grandinės stiprintuvai ir jų stiprinimas susilygina su visais nuostoliais esančiais regeneruojančioje grandinėje. Kuo filtrais atskirti spektrai labiau persikloja pagal amplitude, tuo mažesni nuostoliai regeneruojančioje grandinėje atitinkamų bangos ilgių generuojamai spinduliuotei, tuo labiau dėl stiprintuvų įsisotinimo sumažėja stiprintuvų stiprinimas ir galiausiai savaime generuojama spinduliuotė nukonkuruoja regeneruojamus šviesos impulsus ir jie išnyksta. Tipiškai filtrais atskirti spektrai gali persikloti iki 30% ir netgi daugiau atžvilgiu jų amplitudžių.The first and second filters, which spectrally separate light pulses of different wavelengths, are selected so that the spectra separated by them do not overlap until the pulse spectrum is expanded in at least one of said nonlinear materials, or the spectra separated by them partially overlap. Due to the overlap of the spectra in the regenerative circuit, the spontaneous generation of radiation begins, it increases until the amplifiers of the regenerative circuit are saturated and their amplification is equal to all the losses in the regenerative circuit. The more the spectra separated by the filters overlap in terms of amplitude, the lower the losses in the regenerating circuit for the radiation generated by the corresponding wavelengths, the more the amplification of the amplifiers decreases due to the saturation of the amplifiers, and finally the self-generated radiation competes with the regenerated light pulses and they disappear. Typically, filtered spectra can overlap by up to 30% or more in terms of their amplitudes.

Impulsas spektriškai išplečiamas gali būti dėl bet kurių netiesinių reiškinių, kurie susiję su optinio Kerro efektu, t.y. fazinė savimoduliacija, kryžminė fazinė moduliacija, keturbangis maišymas. Bendru atveju spektrinis impulsų plėtimas gali būti realizuojamas bet kokioje optiškai skaidrioje netiesinėje medžiagoje, tai gali būti: optinė skaidula, fotoninių kristalų skaidula, fotoninis kristalas, stiklas, skystis, stiprinimo skaidula arba bet kokia kita optiškai skaidri medžiaga kurios kubinis optinis netiesiškumas nelygus nuliui. Taip pat netiesinė medžiaga gali būti kvadratinio jautrio netiesinė medžiaga kurioje dėl faziškai išderinto kaskadinio kvadratinio netiesinio proceso sukuriamas panašus Kero efektui netiesiškumas ko pasėkoje išplinta šviesos impulso spektras. Pavyzdžiui, kvadratinio jautrio netiesinė medžiaga, kurioje sukuriamas panašus Kero efektui netiesiškumas, gali būti periodiškai orientuotas ličio neobato (PPLN) bangolaidis. Šis būdas aprašytas moksliniame straipsnyje: Mingming Nie, Jiarong Wang, and Shu-Wei Huang, Solid-state Mamyshev oscillator, Photonics Research 7, 1175-1181 (2019).The pulse can be spectrally broadened due to any nonlinear phenomena related to the optical Kerr effect, i.e. phase self-modulation, cross-phase modulation, four-wave mixing. In general, spectral pulse expansion can be realized in any optically transparent nonlinear material, it can be: optical fiber, photonic crystal fiber, photonic crystal, glass, liquid, amplification fiber or any other optically transparent material whose cubic optical nonlinearity is not equal to zero. Also, the nonlinear material can be a quadratic-sensitive nonlinear material in which a phase-matched cascaded quadratic nonlinear process creates a nonlinearity similar to the Kerr effect, as a result of which the spectrum of the light pulse spreads. For example, a quadratic-sensitive nonlinear material that produces nonlinearity similar to the Kerr effect can be a periodically oriented lithium neobate (PPLN) waveguide. This method is described in the scientific article: Mingming Nie, Jiarong Wang, and Shu-Wei Huang, Solid-state Mamyshev oscillator, Photonics Research 7, 1175-1181 (2019).

Optinis šakotuvas gali būti nuo poliarizacijos ir spektro nepriklausantis pluošto daliklis kuris atskiria/prijungia tam tikrą dalį šviesos impulso energijos, taip pat optinis šakotuvas gali būti bet koks bangos ilgiui jautrus optinis elementas kuris atskiria tik tam tikra šviesos impulso spektro dalį, arba optinis šakotuvas gali būti poliarizacijai jautrus elementas kuris atskiria tam tikrą šviesos impulso poliarizacijos komponentą.An optical splitter can be a polarization-independent and spectrum-independent beam splitter that separates/connects a certain part of the light pulse energy, also an optical splitter can be any wavelength-sensitive optical element that separates only a certain part of the light pulse spectrum, or an optical splitter can be a polarization-sensitive element that separates a certain polarization component of a light pulse.

Claims (11)

Šviesos impulso formavimo būdas, skirtas iš pradinio šviesos impulso suformuoti regeneruojančios grandinės parametrais apibrėžtą (RGPA) šviesos impulsą, apimantis: - pradinio šviesos impulso įvedimą į regeneruojančią grandinę, - šviesos impulso formavimą jį regeneruojant regeneruojančioje gandinėje, - suformuoto RGPA šviesos impulso išvedimą iš regeneruojančios grandinės, b e s i s k i r i a n t i s tuo , kad šviesos impulsas formuojamas pakartotinai jį regeneruojant toje pačioje regeneruojančioje grandinėje, kuri valdomu optiniu jungikliu yra uždarai sujungta tol, kol išpildoma viena iš šių sąlygų: a) formuojamas šviesos impulsas regeneruojamas toje pačioje regeneruojančioje grandinėje iki suformuojamas RGPA šviesos impulsas užduotu tikslumu, arba b) formuojamas šviesos impulsas regeneruojamas toje pačioje regeneruojančioje grandinėje iki iš anksto užduoto skaičiaus kartų arba iš anksto numatytą laiko tarpą per kurį iš pradinio šviesos impulso suformuojamas RGPA šviesos impulsas užduotu tikslumu išpildžius pasirinktinai bet kurią iš minėtų a) ar b) sąlygų, suformuotas RGPA šviesos impulsas yra išvedamas iš regeneruojančios grandinės ir uždarai sujungta regeneruojanti grandinė minėtu valdomu optiniu jungikliu yra pertraukiama taip, kad regeneruojančioje grandinėje nebūtų toliau regeneruojamas šviesos impulsas iki kol į regeneruojančią grandinę bus įvestas kitas pradinis šviesos impulsas.A method of forming a light pulse for forming a light pulse defined by the parameters of a regenerating circuit from an initial light pulse (RGPA), which includes: - inputting the initial light pulse into the regenerating circuit, - forming a light pulse by regenerating it in the regenerating circuit, - outputting the formed RGPA light pulse from the regenerating circuit , differing in that the light pulse is formed by regenerating it repeatedly in the same regenerating circuit, which is closed by a controlled optical switch until one of the following conditions is met: a) the formed light pulse is regenerated in the same regenerating circuit until the RGPA light pulse is formed with the specified accuracy, or b) the formed light pulse is regenerated in the same regenerative circuit up to a predetermined number of times or a predetermined time interval during which the RGPA light pulse is formed from the initial light pulse after fulfilling selectively any of the conditions a) or b) above, the formed RGPA light pulse is output from the regenerating circuit and the closed-circuit regenerating circuit is interrupted by the mentioned controllable optical switch so that the light pulse is not further regenerated in the regenerating circuit until it enters the regenerating circuit another initial light pulse will be introduced. Šviesos impulso formavimo įrenginys, skirtas iš pradinio šviesos impulso suformuoti regeneruojančios grandinės parametrais apibrėžtą (RGPA) šviesos impulsą, apimantis regeneruojančią grandinę, turinčią pradinio šviesos impulso įvedimo į regeneruojančią grandinę priemonę ir suformuoto RGPA šviesos impulso išvedimo iš regeneruojančios grandinės priemonę b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pradinio šviesos impulso įvedimo į regeneruojančią grandinę (10) priemonė ir suformuoto RGPA šviesos impulso išvedimo iš regeneruojančios grandinės (10) priemonė yra sukonfigūruotos kaip į regeneruojančią grandinę (10) įjungta bent viena valdoma optinė perjungimo priemonė, kuri pagal valdymo bloko (14) signalą iš šviesos impulso šaltinio (15) per įvedimo šaką (8) įveda pradinį šviesos impulsą į minėtą regeneruojančią grandinę (10), ir tuo metu uždarai sujungia regeneruojančią grandinę (10) ne vėliau kol įvestas šviesos impulsas pirmą kartą sklisdamas regeneruojančia grandine (10) sugrįžta iki valdomos optinės perjungimo priemonės, ir įvestas šviesos impulsas toliau uždarai sujungtoje regeneruojančioje grandinėje (10) yra pakartotinai-cikliškai regeneruojamas iki tol, kol suformuojamas RGPA šviesos impulsas užduotu tikslumu arba suformuojamas šviesos impulsas jį regeneruojant iš anksto užduotą skaičių kartų arba iš anksto numatytą laiko tarpą, per kurį iš pradinio šviesos impulso susiformuoja RGPA šviesos impulsas užduotu tikslumu, išpildžius pasirinktinai bet kurią iš minėtų a) ar b) sąlygų, suformuotas RGPA šviesos impulsas užduotu tikslumu išvedamas iš regeneruojančios grandinės ir uždarai sujungta regeneruojanti grandinė nutraukiama iki kol bus įvestas kitas pradinis šviesos impulsas.A light pulse forming device for forming a light pulse defined by the parameters of the regenerative circuit (RGPA) from the initial light pulse, comprising a regenerative circuit having means for introducing the initial light pulse into the regenerative circuit and means for outputting the formed RGPA light pulse from the regenerative circuit, characterized in that the initial light the means for introducing a pulse to the regenerative circuit (10) and the means for outputting the formed RGPA light pulse from the regenerative circuit (10) are configured as at least one controllable optical switching means is connected to the regenerative circuit (10), which according to the signal from the control unit (14) from the light pulse of the source (15) through the input branch (8) introduces the initial light pulse into the mentioned regenerating circuit (10), and at the same time closes the regenerating circuit (10) no later than when the introduced light pulse first propagates through the regenerating circuit (10) and returns to the controlled optical switching means, and the input light pulse in the further closed-circuit regenerating circuit (10) is repeatedly and cyclically regenerated until the RGPA light pulse is formed with a given accuracy or a light pulse is formed by regenerating it a predetermined number of times or a predetermined time interval, within in which an RGPA light pulse is formed from the initial light pulse with a given accuracy, after optionally fulfilling any of the conditions a) or b), the formed RGPA light pulse is output from the regenerative circuit with a given accuracy and the closed regenerative circuit is interrupted until the next initial light pulse is input. Įrenginys pagal 2 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad į regeneruojančią grandinę yra įjungtas optinis šakotuvas (11), nukreipiantis dalį šviesos impulso energijos į fotodetektorių (13), skirtą regeneruojamo šviesos impulso dinamikos regeneruojančioje grandinėje detektavimui, suformuojant signalą valdymo blokui (14).The device according to claim 2, which differs in that an optical hub (11) is connected to the regenerating circuit, which directs part of the light pulse energy to the photodetector (13) for detecting the dynamics of the regenerating light pulse in the regenerating circuit, forming a signal for the control unit (14). Įrenginys pagal bet kurį iš 2–3 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad valdoma minėta optinė perjungimo priemonė yra keturių šakų valdomas optinis jungiklis (7), įjungtas į regeneruojančią grandinę (10) ir sukonstruotas taip, kad priklausomai nuo signalo, gauto iš valdymo bloko (14), gali įvesti pradinį impulsą į regeneruojančią grandinę (10) ir uždarai ją sujungti, bei suformuotą RGPA šviesos impulsą išvesti iš regeneruojančios grandinės (10) ir ją nutraukti.The device according to any one of claims 2 to 3, characterized in that the control of said optical switching means is a four-branch controllable optical switch (7) connected to a regenerative circuit (10) and constructed in such a way that depending on the signal received from the control unit ( 14), can introduce the initial pulse into the regenerating circuit (10) and close it, and output the formed RGPA light pulse from the regenerating circuit (10) and terminate it. Įrenginys pagal bet kurį iš 2–3 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad minėta valdoma optinė perjungimo priemonė yra sudaryta iš optinio šakotuvo (17), turinčio ne mažiau trijų šakų pradiniam šviesos impulsui iš įėjimo šakos (8) įvesti į regeneruojančią grandinę (10) ir valdomo trijų šakų optinio jungiklio (7‘), skirto iš regeneruojančios grandinės (10) suformuotam RGPA šviesos impulsui nukreipti į išėjimo šaką (9) ir nutraukti regeneruojančią grandinę.A device according to any one of claims 2 to 3, characterized in that said controlled optical switching means is composed of an optical splitter (17) having at least three branches for inputting the initial light pulse from the input branch (8) to the regenerative circuit (10) and controlled three-branch optical switch (7') for directing the RGPA light pulse formed from the regenerative circuit (10) to the output branch (9) and interrupting the regenerative circuit. Įrenginys pagal bet kurį iš 2–3 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad minėta valdoma optinė perjungimo priemonė yra sudaryta iš optinio šakotuvo (17), turinčio ne mažiau trijų šakų pradiniam šviesos impulsui iš įėjimo šakos (8) įvesti į regeneruojančią grandinę (10), optinio šakotuvo (18), turinčio ne mažiau trijų šakų, suformuotam šviesos impulsui iš regeneruojančios grandinės (10) išvesti ir valdomo dviejų šakų optinio jungiklio (7‘‘), skirto regeneruojančiai grandinei (10) uždarai sujungti arba ją nutraukti.A device according to any one of claims 2 to 3, characterized in that said controlled optical switching means is composed of an optical splitter (17) having at least three branches for inputting the initial light pulse from the input branch (8) to the regenerative circuit (10), an optical splitter (18) with at least three branches for outputting the formed light pulse from the regenerating circuit (10) and a controlled two-branch optical switch (7'') for closing or disconnecting the regenerating circuit (10). Įrenginys pagal bet kurį iš 2-6 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad minėta regeneruojanti grandinė (10) yra žiedinė grandinė, kurioje yra išdėstyta: - bent vienas stiprintuvas (3, 5); - dvi netiesinės medžiagos (4) ir (6), pasižyminčios optiniu Kerro efektu, pakaitomis su atitinkamais filtrais (1) ir (2).Device according to any one of claims 2-6, characterized in that said regenerative circuit (10) is a ring circuit in which: - at least one amplifier (3, 5) is arranged; - two non-linear materials (4) and (6) characterized by the optical Kerr effect, alternating with the respective filters (1) and (2). Įrenginys pagal 2–6 punktą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad minėta įrenginio regeneruojanti grandinė (10) yra tiesinė, kurioje yra išdėstyta: - bent vienas stiprintuvas (3, 5); - du filtrai (1) ir (2) tarp kurių išdėstyta bent viena minėta neteisinė medžiaga (4, 6), pasižyminti optiniu Kerro efektu.The device according to claim 2-6, which differs in that the regenerating circuit (10) of said device is linear, in which: - at least one amplifier (3, 5) is arranged; - two filters (1) and (2) between which at least one aforementioned illegal material (4, 6) is placed, characterized by the optical Kerr effect. Įrenginys pagal bet kurį iš punktų 2–8, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad šviesos impulso formavimo įrenginys yra surinktas iš skaidulinių komponentų ir optinių skaidulų.A device according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the light pulse shaping device is assembled from fiber components and optical fibers. Įrenginys pagal bet kurį iš 2–9 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pradinis šviesos impulso šaltinis (15) yra diodinio lazeris veikiantis stiprinimo perjungimo rėžimu.Device according to any one of claims 2 to 9, characterized in that the initial light pulse source (15) is a diode laser operating in a gain-switched mode. Įrenginys pagal bet kurį iš 2–9 punktų, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad pradinis šviesos impulsas yra paties įrenginio suformuotas šviesos impulsas, kuris perduodamas įrenginio išėjimo šaką (9) optiškai sujungiant su įrenginio pradinių impulsų įvedimo šaka (8).The device according to any one of claims 2 to 9, characterized in that the initial light pulse is a light pulse formed by the device itself, which is transmitted by optically connecting the output branch (9) of the device to the input branch (8) of the initial pulses of the device.
LT2021529A 2021-06-08 2021-06-08 Method and apparatus for shaping a light pulse LT6971B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2021529A LT6971B (en) 2021-06-08 2021-06-08 Method and apparatus for shaping a light pulse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2021529A LT6971B (en) 2021-06-08 2021-06-08 Method and apparatus for shaping a light pulse

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2021529A LT2021529A (en) 2022-12-12
LT6971B true LT6971B (en) 2023-01-10

Family

ID=84357678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2021529A LT6971B (en) 2021-06-08 2021-06-08 Method and apparatus for shaping a light pulse

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT6971B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
LT2021529A (en) 2022-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6276471B2 (en) Method and generator for generating ultrashort light pulses
EP3235076B1 (en) Passively mode-locked fiber ring generator
US20100220751A1 (en) All-Normal-Dispersion Femtosecond Fiber Laser
US11201447B2 (en) Multi-pulse amplification
US7538935B2 (en) All-optical, continuously tunable, pulse delay generator using wavelength conversion and dispersion
KR20210118167A (en) Ultrashort Pulsed Laser Source with Chirped Pulse Amplification and Custom Pulse Train
US20230075147A1 (en) Method and system using optical phase modulation and optical phase demodulation and spectral filtering to generate an optical pulse train
Town et al. Dual wavelength modelocked fiber laser
US6937626B2 (en) Multiple wavelength pulsed source
KR102657136B1 (en) Nonlinear optical system for generating or amplifying optical pulses by N-wave mixing, including a high-speed modulation device
LT6122B (en) Method and laser source for generation of optically synchronized dual - wavelength ultrashort light pulses
LT6971B (en) Method and apparatus for shaping a light pulse
EP1460783B1 (en) Swept wavelength broadband raman pump source
Gong et al. Dual-wavelength 10-GHz actively mode-locked erbium fiber laser incorporating highly nonlinear fibers
US20230223729A1 (en) Mode-lockable ring oscillator and associated methods
CN220628475U (en) Chirped pulse amplifying device based on spectrum modulation
LT7045B (en) Method for controlling pulse duration and energy of laser radiation, device for implementing the method, and laser system with the integrated device
Lou et al. Multiple-wavelength mode-locked erbium-doped fiber sigma laser
Zhou et al. High power offset-free ultrafast mid-IR source harnessing SPM-enabled spectral selection
Glass Optical pulse compression
Gupta et al. T. 2: Experiment and simulation on dissipative solitons in mode-locked fiber laser
Dai et al. Femtosecond pulses with tunable, high repetition rate generated from a CW laser without mode-locking
Pertsch et al. Project Number: ROSA-2000-26005 Project Title: ROSA
JP2014089474A (en) Laser device

Legal Events

Date Code Title Description
BB1A Patent application published

Effective date: 20221212

FG9A Patent granted

Effective date: 20230110