CN105490140A - 一种可调光谱调制器及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调光谱调制器及其用途，包括依次排列的光纤起偏器、保偏光纤连接器、第一保偏光纤、第一光纤准直器、1/2波片、检偏器、第二光纤准直器和输出光纤，所述光纤起偏器和第一保偏光纤通过保偏光纤连接器连接，所述第二光纤准直器与输出光纤连接，本发明的光谱调制器的调制周期和调制深度均为可调的，通过调节1/2波片的转动角度来改变调制深度，通过改变保偏光纤长度来改变调制器的周期。

Description

一种可调光谱调制器及其用途

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种基于保偏光纤双折射效应的可调光谱调制器及其用途。

背景技术

在高功率固体激光聚变驱动器中，为了抑制大口径光学元件的横向受激布里渊散射(TSBS)效应和满足装置光谱色散匀滑(SSD)需求，需要采用相位调制技术产生具有一定调制频率、一定光谱宽度的小宽带激光脉冲。然而，这种激光脉冲在后续激光系统中传输放大时，由于光谱畸变会引起幅频效应(FM-to-AM)，这严重的影响了激光聚变驱动器装置的输出特性。在测量得到装置中后续系统的光谱透过率时，可设计光谱调制器对光谱进行预调制，这样可大幅度抑制FM-to-AM效应。此外，此可调光谱调制器还可以用于新一代光纤激光器的多波长产生技术。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明人发现对光谱进行预调制可以大幅度抑制FM-to-AM效应，本发明提供一种基于保偏光纤双折射效应的可调光谱调制器及其用途，该调制器采用具有一定长度保偏光纤的偏振模色散，利用偏振光干涉原理，实现光谱调制。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可调光谱调制器，包括依次排列的光纤起偏器、保偏光纤连接器、第一保偏光纤、第一光纤准直器、1/2波片、检偏器、第二光纤准直器和输出光纤，所述光纤起偏器和第一保偏光纤通过保偏光纤连接器连接，所述第二光纤准直器与输出光纤连接。

进一步，所述光纤起偏器的消光比＞25dB。

进一步，所述光纤起偏器的输入端为单模光纤或保偏光纤，输出端为保偏光纤。

进一步，所述检偏器的检偏方向与所述光纤起偏器的起偏方向一致。

进一步，所述输出光纤为保偏光纤或单模光纤。

进一步，所述第一保偏光纤的长度为L，

Δλ≌λ²/LΔn，

其中，Δλ为光谱调制器的调制周期，λ为入射激光的波长，Δn为折射率差。

进一步，所述1/2波片的转动角度为θ，

T(λ)＝cos²(θ)+sin²(θ)exp(iδ)，

其中，T(λ)为光谱调制器的调制深度，i为虚数单位，δ为光纤相位延时时间。

如上述可调光谱调制器在激光聚变驱动器上的应用。

如上述可调光谱调制器在多波长光纤激光器上的应用。

本发明的有益效果如下：本发明的光谱调制器的调制周期和调制深度均为可调的，通过调节1/2波片的转动角度来改变调制深度，通过改变保偏光纤长度来改变调制器的周期。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的调制器输出的光谱结构图。

图中：0—光源，1—光纤起偏器，2—保偏光纤连接器，3—第一保偏光纤，4—第一光纤准直器，5—1/2波片，6—检偏器，7—第二光纤准直器，8—输出光纤。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

如图1所示，一种可调光谱调制器，包括依次排列的光纤起偏器1、保偏光纤连接器2、第一保偏光纤3、第一光纤准直器4、1/2波片5、检偏器6、第二光纤准直器7和输出光纤8，所述光纤起偏器1和第一保偏光纤3通过保偏光纤连接器2连接，所述第二光纤准直器7与输出光纤8连接。光纤起偏器1的输入端为单模光纤或保偏光纤，输出端为保偏光纤，光纤起偏器1的消光比＞25dB，检偏器6的检偏方向与所述光纤起偏器1的起偏方向一致，输出光纤8为保偏光纤或单模光纤，所述第一保偏光纤3的长度为L，

Δλ≌λ²/LΔn，

其中，Δλ为光谱调制器的调制周期，λ为光源0输出的入射激光的波长，Δn为折射率差。因此，通过改变第一保偏光纤3的长度可以改变调制器的周期。

1/2波片5的转动角度为θ，

T(λ)＝cos²(θ)+sin²(θ)exp(iδ)，

其中，T(λ)为光谱调制器的调制深度，i为虚数单位，δ为光纤相位延时时间。因此，通过调节1/2波片5的转动角度可以改变调制深度。

本发明的光谱调制器的工作过程如下：

光源0输出的脉冲激光经过光纤起偏器1后起偏为线偏振光，通过保偏光纤连接器2传输到第一保偏光纤3中，由于保偏光纤连接器2具有退偏效应，因此线偏振光经过保偏光纤连接器2后产生两个偏振分量，这两个偏振分量在第一保偏光纤3中传输时存在双折射效应，一个偏振分量沿第一保偏光纤3的快轴传播，另一个偏振分量沿第一保偏光纤3的慢轴传播，这就导致了两个偏振分量产生一定的相位差，两个偏振分量再经过第一光纤准直器4准直后，入射到1/2波片5，经过1/2波片5的偏转后再经过检偏器6的检偏，检偏后两偏振分量的振动位于同一平面，并且具有相同的频率和固定的相位差，即能够发生偏振光干涉，两个偏振分量相互叠加，再经过第二光纤准直器7将激光接入输出光纤8，完成光谱的调制。

通过调节1/2波片5的转动角度改变两个偏振分量的偏振状态，1/2波片5与检偏器6综合使用，达到改变最终参与偏振光干涉的两个偏振分量的功率大小，从而改变调制器的调制深度。

入射激光为经过相位调制的0.3nm带宽的激光脉冲，经过光纤起偏器1起偏后，通过保偏光纤连接器2连接，注入到一段长为4.2m的PM980第一保偏光纤3中，经过传输后采用第一光纤准直器4将第一保偏光纤输出的激光准直，通过1/2波片5转动输出激光的偏振态，采用检偏器6进行检偏，再通过第二光纤准直器7耦合进输出光纤8中输出。图2为本发明的光谱调制器输出的光谱结构图，图2中横坐标为脉冲激光的波长(单位为nm)，左侧纵坐标为功率强度(单位为nw)，图中曲线a为入射激光光谱，曲线b为从输出光纤输出的出射激光光谱，曲线c为透光率。由测试结果可知，此时调制器的调制周期为0.084nm。

另外，此种光谱调制器还可以用于激光聚变驱动器和多波长光纤激光器上。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种可调光谱调制器，其特征在于，包括依次排列的光纤起偏器、保偏光纤连接器、第一保偏光纤、第一光纤准直器、1/2波片、检偏器、第二光纤准直器和输出光纤，所述光纤起偏器和第一保偏光纤通过保偏光纤连接器连接，所述第二光纤准直器与输出光纤连接。

2.根据权利要求1所述的可调光谱调制器，其特征在于，所述光纤起偏器的消光比＞25dB。

3.根据权利要求2所述的可调光谱调制器，其特征在于，所述光纤起偏器的输入端为单模光纤或保偏光纤，输出端为保偏光纤。

4.根据权利要求1所述的可调光谱调制器，其特征在于，所述检偏器的检偏方向与所述光纤起偏器的起偏方向一致。

5.根据权利要求1所述的可调光谱调制器，其特征在于，所述输出光纤为保偏光纤或单模光纤。

6.根据权利要求1-5任一所述的可调光谱调制器，其特征在于，所述第一保偏光纤的长度为L，

$\mathrm{\Δ}\mathrm{\λ}\≅{\mathrm{\λ}}^2/L\mathrm{\Δ}n,$

其中，Δλ为光谱调制器的调制周期，λ为入射激光的波长，Δn为折射率差。

7.根据权利要求6所述的可调光谱调制器，其特征在于，所述1/2波片的转动角度为θ，

T(λ)＝cos²(θ)+sin²(θ)exp(iδ)，

其中，T(λ)为光谱调制器的调制深度，i为虚数单位，δ为光纤相位延时时间。

8.如权利要求1-7任一所述的可调光谱调制器在激光聚变驱动器上的应用。

9.如权利要求1-7任一所述的可调光谱调制器在多波长光纤激光器上的应用。