CN108963737A - 一种多维复用孤子光纤激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多维复用孤子光纤激光器，包括激光泵浦源以及由增益介质、色散介质、波分复用器、光耦合器、光环形器、偏振控制器以及起偏器构成的环形激光谐振腔。激光泵浦源与增益介质共同作用为激光器运作提供增益放大机制。色散介质可用于脉冲激光的色散补偿，实现激光器内部光路的色散管理。光环形器为非互易性光传输器件，用于耦合色散介质进而构建双向传输光路结构。借助偏振控制器，可以改变激光器内部光路的局部偏振状态，实现激光脉冲的锁模运转及锁模状态的调节和切换。本发明的多维复用孤子光纤激光器可双向传输并分别获得锁模激光脉冲，同时支持多态孤子脉冲的产生，且输出激光脉冲具备宽带波长可调谐以及多个波长可切换的功能。

Description

一种多维复用孤子光纤激光器
技术领域
本发明属于光纤激光、超快光学以及非线性光学领域，尤其是双向分别输出传统孤子与耗散孤子以及多波长、宽带可调谐脉冲激光等现象，在宽带波分复用光纤通信、光纤传感以及光学逻辑系统等领域具有研究价值和潜在应用，更具体地，涉及一种多维复用孤子光纤激光器。
背景技术
波长对于光而言是一个重要的基本物理量，也是光电信息技术及其相关领域一个重要的应用维度。在不同光波段上开辟信道并同时加载信息传输，是实现波分复用光纤通信和传感组网的基本原理，可以成倍地扩充通信容量。在光纤激光领域，被动锁模是一种实现飞秒级别(10-15秒)超快激光的成熟技术。锁模激光器可以为时分复用系统提供优质超短脉冲光源，也可以为传感系统提供高质量光学频率梳，极大提高信息传输速率和系统效率。而同时具备较宽光谱带宽，波长可调谐的脉冲激光光源对上述应用十分关键，具有非常重要的研究意义和应用价值。
目前主流的宽带可调谐锁模激光器主要采用电控可调滤波器实现中心波长的调节，这种方法不仅破坏了全光纤的激光谐振腔结构，同时限制了调谐速率、调谐范围和锁模光纤激光器的性能，为了保证同步性，调节滤波器引起的等效的腔长改变也会造成激光器工作的不稳定性。此外，双折射滤波效应这一低成本且简单有效的方法在可调谐激光器的研究当中也得到了广泛的运用，但是由于激光腔的双折射滤波效应存在着明显的偏振相关特性，该方法难以实现对所需波长的精确调谐，这也给实际工程商业化应用造成了一定的困难。近几年，基于啁啾布拉格光纤光栅实现了锁模脉冲中心波长的连续调谐，但是受限于光栅自身的特性，波长的可调谐范围通常较小，难以覆盖较大的波段范围。
现阶段商品化的可调谐激光器结构普遍基于可调滤波器实现波长扫描，不能同时实现传统孤子和耗散孤子输出，功能较少，适用面有限。综上所述，现有主要技术中宽带可调谐锁模光纤激光器存在调谐性能受限、灵活性不强、集成度不高、以及功能较少及适用面较窄等问题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多维复用孤子光纤激光器，由此解决现有可调谐锁模光纤激光器不能同时实现传统孤子和耗散孤子输出的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种多维复用孤子光纤激光器，包括：泵浦驱动单元、锁模单元、第一光环形器、第二光环形器、第一色散介质、第二色散介质及输出单元；
所述泵浦驱动单元分别与所述锁模单元及所述输出单元连接；所述第一光环形器的第一端口与所述第二色散介质的第一端连接，所述第一光环形器的第二端口与所述锁模单元连接，所述第一光环形器的第三端口与所述第一色散介质的第一端连接，所述第二光环形器的第一端口与所述第一色散介质的第二端连接，所述第二光环形器的第二端口与所述输出单元连接，所述第二光环形器的第三端口与所述第二色散介质的第二端连接；
所述泵浦驱动单元，用于实现泵浦能量的导入，并实现对所述泵浦能量的受激辐射放大转化成激光，对于顺时针方向，导入的激光从所述第一光环形器的第二端口进入，第三端口输出后，经过所述第一色散介质，从所述第二光环形器的第一端口进入，第二端口输出后，依次经过所述输出单元、所述泵浦驱动单元及所述锁模单元后，再次回到所述第一光环形器完成一周循环，经过所述第一色散介质引入负色散补偿，产生传统孤子；对于逆时针方向，导入的激光从所述第二光环形器的第二端口进入，第三端口输出后，经过所述第二色散介质，从所述第一光环形器的第一端口进入，第二端口输出后，依次经过所述锁模单元、所述泵浦驱动单元及所述输出单元后，再次回到所述第二光环形器完成一周循环，经过所述第二色散介质引入正色散补偿，产生耗散孤子；
所述锁模单元，用于实现顺时针与逆时针双向同时的激光脉冲锁模运转。
优选地，所述泵浦驱动单元包括第一泵浦源、第一波分复用器、增益介质、第二波分复用器及第二泵浦源；
所述第一泵浦源与所述第一波分复用器相连，实现泵浦能量的导入，所述第二泵浦源与所述第二波分复用器相连，实现泵浦能量的导入；
所述增益介质两端分别与所述第一波分复用器及所述第二波分复用器相连，用于提供增益放大机制，将所述泵浦能量转化为激光能量。
优选地，所述锁模单元包括：第一偏振控制器及起偏器；
所述第一偏振控制器两端分别与所述第二波分复用器及所述起偏器相连，所述第一光环形器的第二端口与所述起偏器连接；
所述起偏器用于激光脉冲起偏，其与所述第一偏振控制器一起实现顺时针与逆时针双向同时的激光脉冲锁模运转。
优选地，所述光纤激光器还包括：第二偏振控制器及第三偏振控制器；
所述第二偏振控制器位于所述第一光环形器的第三端口与所述第一色散介质之间；所述第三偏振控制器位于所述第一光环形器的第一端口与所述第二色散介质之间；
所述第二偏振控制器及所述第三偏振控制器与所述起偏器相配合，用于调节局部光偏振状态，实现相应锁模状态的调整和不同锁模状态的切换。
优选地，所述输出单元包括光耦合器；
所述光耦合器包含两个分光比例为10％的第一输出端口和第三输出端口，两个分光比例为90％的第二输出端口和第四输出端口；
所述光耦合器的第一输出端口和第三输出端口分别用于输出顺时针和逆时针孤子激光脉冲，可连接外部设备，所述光耦合器的第二输出端口与所述第一波分复用器连接，所述光耦合器的第四输出端口与所述第二光环形器的第二端口连接。
优选地，所述第一泵浦源和所述第二泵浦源为电流驱动式激光二极管，工作时，可调节其驱动电流的大小而相应地调节输出泵浦光功率的大小，同时，其内置恒温稳流模块可实时稳定工作温度，进而确保输出泵浦光功率稳定。
优选地，所述第一波分复用器和所述第二波分复用器包含一个泵浦输入端口、一个公共端口和一个混合输出端口，分别用于注入泵浦光功率、连接所述增益介质输出泵浦光以及经所述增益介质3辐射放大后的激光。
优选地，所述增益介质掺杂铒离子化合物，用于吸收泵浦光能量，实现粒子数翻转，进而受激辐射得到放大后的激光脉冲，为激光器正常运作提供增益。
优选地，所述第一光环形器与所述第二光环形器具有非互易性单行特性，反向无法通光。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、本发明的激光器通过由泵浦驱动单元、锁模单元及输出单元构成的主谐振腔，及第一光环形器、第二光环形器、第一色散介质、第二色散介质构成的两个支路，在空间方向维度上实现顺时针与逆时针双向同时的激光脉冲锁模运转，在孤子类型的物理维度上实现同一个激光系统中产生传统孤子与耗散孤子的多态孤子激光脉冲。
2、由于光纤本质上具有的双折射、主谐振腔内的偏振相关元件以及光路弯曲等应力作用引入的双折射滤波效应，激光器内部诱导生成一种与偏振状态和脉冲强度相关的梳状滤波机制，从而使得激光传输曲线随着第一泵浦源、第二泵浦源、第一偏振控制器、第二偏振控制器和第三偏振控制器的调节漂移，进而在增益介质的有效增益带宽范围内实现孤子激光脉冲中心波长的可调谐以及多波长锁模激光的产生，此为波长维度上的复用。
3、全光纤结构，无需任何外部滤波器件或者调谐器件，具有光束质量好、抗电磁干扰、转化效率高、稳定性好、可实现性高、结构紧凑、成本低廉、易于散热和维护多种特点。
4、双向传输，输出皮秒或亚皮秒时间量级的超短锁模脉冲激光，可作为优质超快种子光源。
5、可同时产生传统孤子和耗散孤子，适用面广，具有丰富的科学研究意义和工程应用价值。
6、可实现中心波长1570nm～1610nm的宽带传统孤子调谐范围，中心波长1568nm～1607nm的宽带类噪声脉冲调谐范围，以及多波长脉冲激光，灵活性强，作为多功能复用激光器可应用于宽带、高速光纤通信和光纤传感等诸多领域。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种激光器结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种顺时针方向输出传统孤子光谱图；
图3为本发明实施例提供的一种逆时针方向输出耗散孤子光谱图；
图4为本发明实施例提供的一种宽带调谐光谱图；
图5为本发明实施例提供的一种双波长光谱图；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为第一泵浦源、2为第一波分复用器、3为增益介质、4为第二波分复用器、5为第二泵浦源、6为第一偏振控制器、7为起偏器、8为第一光环形器、9为第二偏振控制器、10为第一色散介质、11为第二光环形器、12为第三偏振控制器、13为第二色散介质、14为光耦合器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
本发明提出了一种波长维度上可调谐及多个波长可切换，空间维度上双向输出，可同时产生传统孤子与耗散孤子的复用型光纤激光器，本发明多维复用孤子光纤激光器使用便利、无需准直、搭建简单、光束质量高、功能较多，能够提供双向、多态、中心波长可调谐、多波长分量可切换的孤子脉冲激光，与目前主流的被动锁模激光器相比具备紧凑的光路结构、丰富的输出特性和多样的应用功能，在通信与传感技术、光学逻辑系统、激光医疗美容等科学研究和工程应用领域具备较高实用价值。扩展了该领域光纤激光器的应用灵活性，构建出多维度复用型光纤激光解决方案。
如图1所示为本发明实施例提供的一种激光器结构示意图，包括：泵浦驱动单元、锁模单元、第一光环形器8、第二光环形器11、第一色散介质10、第二色散介质13及输出单元；
其中，泵浦驱动单元分别与锁模单元及输出单元连接；第一光环形器8的第一端口8a与第二色散介质13的第一端连接，第一光环形器8的第二端口8b与锁模单元连接，第一光环形器8的第三端口8c与第一色散介质10的第一端连接，第二光环形器11的第一端口11a与第一色散介质10的第二端连接，第二光环形器11的第二端口11b与输出单元连接，第二光环形器11的第三端口11c与第二色散介质13的第二端连接；
泵浦驱动单元，用于实现泵浦能量的导入，并实现对泵浦能量的受激辐射放大转化成激光，对于顺时针方向，导入的激光从第一光环形器8的第二端口8b进入，第三端口8c输出后，经过第一色散介质10，从第二光环形器11的第一端口11a进入，第二端口11b输出后，依次经过输出单元、泵浦驱动单元及锁模单元后，再次回到第一光环形器8完成一周循环，经过第一色散介质10引入负色散补偿，产生传统孤子；对于逆时针方向，导入的激光从第二光环形器11的第二端口11b进入，第三端口11c输出后，经过第二色散介质13，从第一光环形器8的第一端口8a进入，第二端口8b输出后，依次经过锁模单元、泵浦驱动单元及输出单元后，再次回到第二光环形器8完成一周循环，经过第二色散介质13引入正色散补偿，产生耗散孤子；
锁模单元，用于实现顺时针与逆时针双向同时的激光脉冲锁模运转。
其中，第一光环形器8与所述第二光环形器11具有非互易性单行特性，包含三个端口a、b、c，从端口a输入光将从端口b输出，从端口b输入光将从端口c输出，反向无法通光。
在本发明实施例中，激光器工作时，利用不同传输路径上的色散管理，使得激光器在不同传输方向上分别产生不同孤子类型的脉冲激光，此为孤子类型物理维度上的复用，其中：在顺时针传输方向，传输路径上的净色散为负，产生传统孤子；在逆时针传输方向，传输路径上的净色散为正，产生耗散孤子。
在本发明实施例中，泵浦驱动单元包括第一泵浦源1、第一波分复用器2、增益介质3、第二波分复用器4及第二泵浦源5；
第一泵浦源1与第一波分复用器2相连，实现泵浦能量的导入，第二泵浦源5与第二波分复用器4相连，实现泵浦能量的导入；
增益介质3两端分别与第一波分复用器2及第二波分复用器4相连，用于提供增益放大机制，将泵浦能量转化为激光能量。
其中，作为一种可选的实施方式，第一泵浦源1和第二泵浦源5为电流驱动式激光二极管，工作时，可调节其驱动电流的大小而相应地调节输出泵浦光功率的大小实现激光器内脉冲激光的产生和性能参数的调控，同时，其内置恒温稳流模块可实时稳定工作温度，进而确保输出泵浦光功率稳定。
第一波分复用器2和第二波分复用器4包含泵浦输入端口、公共端口和混合输出端口，分别用于注入泵浦光功率、连接增益介质3输出泵浦光以及输出经增益介质3辐射放大后的激光。
增益介质3掺杂铒离子化合物，用于吸收泵浦光能量，实现粒子数翻转，进而受激辐射放大得到放大后的激光脉冲，其与第一泵浦源1、第二泵浦源5、第一波分复用器2、第二波分复用器4组成激光增益放大模块，为激光器正常运作提供增益。
在本发明实施例中，锁模单元包括：第一偏振控制器6及起偏器7；
第一偏振控制器6两端分别与第二波分复用器4及起偏器7相连，第一光环形器8的第二端口8b与起偏器7连接；
起偏器7用于激光脉冲起偏，其与第一偏振控制器6一起实现顺时针与逆时针双向同时的激光脉冲锁模运转。
在本发明实施例中，该光纤激光器还包括：第二偏振控制器9及第三偏振控制器12；
第二偏振控制器9位于第一光环形器8的第三端口8c与第一色散介质10之间；第三偏振控制器12位于第一光环形器8的第一端口8a与第二色散介质13之间；
第二偏振控制器9及第三偏振控制器12与起偏器7相配合，用于调节局部光偏振状态，实现相应锁模状态的调整和不同锁模状态的切换。
其中，第一偏振控制器6、第二偏振控制器9、第三偏振控制器12与起偏器7相互配合组成非线性偏振选择效应模块，等效于可饱和吸收体，可实现激光脉冲的锁模、调节。
在本发明实施例中，输出单元包括光耦合器14；
光耦合器14包含两个分光比例为10％的第一输出端口14a和第三输出端口14c，两个分光比例为90％的第二输出端口14b和第四输出端口14d；
光耦合器14的第一输出端口14a和第三输出端口14c分别用于输出顺时针和逆时针孤子激光脉冲，可连接外部测试与应用设备，光耦合器14的第二输出端口14b与第一波分复用器2连接，光耦合器14的第四输出端口14d与第二光环形器11的第二端口11b连接。
在本发明实施例中，该激光器工作时，椭偏光的两个正交偏振分量由于非线性相位调制而经历不同的相移，使其合成偏振态随着激光传播发生旋转，旋转角度与激光强度有关，如此，通过调节偏振控制器可以改变局部光偏振状态，进而使得透过传输曲线的漂移，等效于非线性可饱和吸收效应，实现相应锁模状态的调整和不同锁模状态的切换。调节泵浦光功率和腔内偏振态到达合适状态时，可以在较大波长范围内改变脉冲激光的光谱中心波长，或者产生多波长脉冲激光，来实现波长维度上的复用。
在本发明实施例中，激光器通过由泵浦驱动单元、锁模单元及输出单元构成的主谐振腔，可支持顺时针和逆时针两个方向的激光脉冲同时传输，并提供相应的增益、损耗、色散、非线性相变、双折射效应以及锁模等等脉冲整形机制。
在本发明实施例中，激光器通过第一光环形器8、第二偏振控制器9、第一色散介质10、第二光环形器11、第三偏振控制器12以及第二色散介质13构成的两个支路，各自具有相反的传输方向，借助色散管理技术，利用第一色散介质10与第二色散介质13分别在顺时针和逆时针传输方向的光路内引入负色散和正色散补偿，使得光路色散分布关系满足一定的条件而作用在沿路径传输的孤子激光脉冲之上，使其最终趋于演化稳态达到目的输出状态。
以下结合具体实例对本发明激光器应用进行说明。
实施过程中需要的实施器件和设备有：两个最高输出功率600mW的980nm泵浦光源、两个980/1550nm波分复用器、三个偏振控制器、两个3端口光环形器、一个1550nm在线式起偏器、一个分光比10:90的2*2光耦合器、若干掺铒增益介质、若干二阶色散系数为-150ps/(nm·km)的色散介质、若干色散系数为17ps/(nm·km)的单模光纤以及一台高精度光谱分析仪、一台高速示波器，一台商用自相关仪，一台频谱分析仪、一个高速光电探测器。
其中，两个泵浦源1与5为电流驱动型激光二极管，内部集成的稳流散热装置会实时监测输出光功率和工作温度，自动保证泵浦源输出光的稳定性。激光二极管工作阈值10mA，超过阈值之后，通过调节驱动电流大小可以等效地调节泵浦光功率。
两个泵浦源1与5分别与波分复用器2与4相连，波分复用器2与4具有一个980nm泵浦光输入端口和两个1550nm传输端口，可以将980nm泵浦光能量耦合到激光器中；掺铒增益介质3首尾与波分复用器2与4的1550nm端口相连，吸收输入的980nm泵浦光能量，通过受激辐射光放大作用为C波段及其附近波段的脉冲激光提供增益。
偏振控制器6、9与12具有角度可调模块，模块内部缠绕着1550nm标准单模光纤，调节模块摆动的角度可以控制激光器内部偏振状态；偏振控制器6、9与12之间连接在线式起偏器7，形成非线性偏振旋转效应，可以等效为可饱和吸收体，为激光器引入锁模机制，实现超短脉冲激光的产生；第一偏振控制器6两侧连接第二波分复用器4的1550端口与起偏器7，第二偏振控制器9两侧连接第一光环形器8的第三端口8c与第一色散介质10，第三偏振控制器12两侧连接第一光环形器8的第一端口8a与第二色散介质13。
输入光耦合器14的脉冲激光被分为两束，一束通过10％分光比端口输出到外部供高精度光谱分析仪检测，另一束回到激光器内继续传输。这里用来探测输出光信号光谱特性的光谱仪可以被替换成其他任何信号分析仪器用于不同的信号分析需求，例如示波器、频谱仪、自相关仪等。
3端口光环形器8与11具有单向传输特性。激光器工作时：
顺时针传输方向的脉冲激光在到达第一光环形器8后，自8b端口输入，从8c端口输出，经过第二偏振控制器9和第一色散介质10，直通第二光环形器11，经由11a端口输入，从11b端口输出，然后依次经过光耦合器14、第一波分复用器2、掺铒增益介质3、第二波分复用器4、第一偏振控制器6、在线式起偏器7再次回到第一光环行器8完成一周循环，传输路径净色散为负，产生传统孤子，其特征光谱如图2所示，3-dB带宽3.7nm，呈现出明显的凯利边带特征，说明超短传统孤子脉冲激光已经产生；
逆时针传输方向的脉冲激光在到达第二光环形器11后，自11b端口输入，从11c端口输出，经过第二色散介质13，第三偏振控制器12，直通第一光环形器8，经由8a端口输入，从8b端口输出，然后依次经过在线式起偏器7、第一偏振控制器6、第二波分复用器4、掺铒增益介质3、第一波分复用器2、光耦合器14再次回到第二光环行器8完成一周循环，传输路径净色散为正，产生耗散孤子，其特征光谱如图3所示，3-dB带宽11.2nm，呈现出明显的矩形光谱特征，光谱边沿陡峭，说明超短耗散孤子脉冲激光已经产生。
激光器工作时，通过调节泵浦源1与5的泵浦光功率大小，以及偏振控制器2与4的偏振状态，可以实现宽带可调谐和多波长现象。宽带可调谐特征光谱图如图4所示，中心波长从短到长依次为1570nm、1574nm、1580nm、1586nm、1590nm、1595nm、1600nm、1605nm、1610nm，覆盖带宽范围40nm，光谱形状具有明显的凯利边带特征，形状一致性较好，锁模状态稳定；多波长特征光谱图如图5所示，中心波长分别为1572nm、1607nm，1572nm处呈现出调制不完全引起的边带特征。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多维复用孤子光纤激光器，其特征在于，包括：泵浦驱动单元、锁模单元、第一光环形器(8)、第二光环形器(11)、第一色散介质(10)、第二色散介质(13)及输出单元；
所述泵浦驱动单元分别与所述锁模单元及所述输出单元连接；所述第一光环形器(8)的第一端口与所述第二色散介质(13)的第一端连接，所述第一光环形器(8)的第二端口与所述锁模单元连接，所述第一光环形器(8)的第三端口与所述第一色散介质(10)的第一端连接，所述第二光环形器(11)的第一端口与所述第一色散介质(10)的第二端连接，所述第二光环形器(11)的第二端口与所述输出单元连接，所述第二光环形器(11)的第三端口与所述第二色散介质(13)的第二端连接；
所述泵浦驱动单元，用于实现泵浦能量的导入，并实现对所述泵浦能量的受激辐射放大转化成激光，对于顺时针方向，导入的激光从所述第一光环形器(8)的第二端口进入，第三端口输出后，经过所述第一色散介质(10)，从所述第二光环形器(11)的第一端口进入，第二端口输出后，依次经过所述输出单元、所述泵浦驱动单元及所述锁模单元后，再次回到所述第一光环形器(8)完成一周循环，经过所述第一色散介质(10)引入负色散补偿，产生传统孤子；对于逆时针方向，导入的激光从所述第二光环形器(11)的第二端口进入，第三端口输出后，经过所述第二色散介质(13)，从所述第一光环形器(8)的第一端口进入，第二端口输出后，依次经过所述锁模单元、所述泵浦驱动单元及所述输出单元后，再次回到所述第二光环形器(8)完成一周循环，经过所述第二色散介质(13)引入正色散补偿，产生耗散孤子；
所述锁模单元，用于实现顺时针与逆时针双向同时的激光脉冲锁模运转。
2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述泵浦驱动单元包括第一泵浦源(1)、第一波分复用器(2)、增益介质(3)、第二波分复用器(4)及第二泵浦源(5)；
所述第一泵浦源(1)与所述第一波分复用器(2)相连，实现泵浦能量的导入，所述第二泵浦源(5)与所述第二波分复用器(4)相连，实现泵浦能量的导入；
所述增益介质(3)两端分别与所述第一波分复用器(2)及所述第二波分复用器(4)相连，用于提供增益放大机制，将所述泵浦能量转化为激光能量。
3.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述锁模单元包括：第一偏振控制器(6)及起偏器(7)；
所述第一偏振控制器(6)两端分别与所述第二波分复用器(4)及所述起偏器(7)相连，所述第一光环形器(8)的第二端口与所述起偏器(7)连接；
所述起偏器(7)用于激光脉冲起偏，其与所述第一偏振控制器(6)一起实现顺时针与逆时针双向同时的激光脉冲锁模运转。
4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述光纤激光器还包括：第二偏振控制器(9)及第三偏振控制器(12)；
所述第二偏振控制器(9)位于所述第一光环形器(8)的第三端口与所述第一色散介质(10)之间；所述第三偏振控制器(12)位于所述第一光环形器(8)的第一端口与所述第二色散介质(13)之间；
所述第二偏振控制器(9)及所述第三偏振控制器(12)与所述起偏器(7)相配合，用于调节局部光偏振状态，实现相应锁模状态的调整和不同锁模状态的切换。
5.根据权利要求2至4任意一项所述的激光器，其特征在于，所述输出单元包括光耦合器(14)；
所述光耦合器(14)包含两个分光比例为10％的第一输出端口和第三输出端口，两个分光比例为90％的第二输出端口和第四输出端口；
所述光耦合器(14)的第一输出端口和第三输出端口分别用于输出顺时针和逆时针孤子激光脉冲，可连接外部设备，所述光耦合器(14)的第二输出端口与所述第一波分复用器(2)连接，所述光耦合器(14)的第四输出端口与所述第二光环形器(11)的第二端口连接。
6.根据权利要求5所述的激光器，其特征在于，所述第一泵浦源(1)和所述第二泵浦源(5)为电流驱动式激光二极管，工作时，可调节其驱动电流的大小而相应地调节输出泵浦光功率的大小，同时，其内置恒温稳流模块可实时稳定工作温度，进而确保输出泵浦光功率稳定。
7.根据权利要求6所述的激光器，其特征在于，所述第一波分复用器(2)和所述第二波分复用器(4)包含一个泵浦输入端口、一个公共端口和一个混合输出端口，分别用于注入泵浦光功率、连接所述增益介质(3)输出泵浦光以及输出经所述增益介质(3)辐射放大后的激光。
8.根据权利要求7所述的激光器，其特征在于，所述增益介质(3)掺杂铒离子化合物，用于吸收泵浦光能量，实现粒子数翻转，进而受激辐射得到放大后的激光脉冲，为激光器正常运作提供增益。
9.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述第一光环形器(8)与所述第二光环形器(11)具有非互易性单行特性，反向无法通光。
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