CN109066278A - 双向锁模多态孤子光纤激光器 - Google Patents

双向锁模多态孤子光纤激光器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双向锁模多态孤子光纤激光器，属于激光器领域，包括泵浦源以及由波分复用器、增益介质、光纤啁啾光栅、光环形器、偏振控制器、光耦合器以及可饱和吸收体连接而成的双向环形谐振腔。泵浦源作为激光器能量来源，配合增益介质为脉冲激光的产生提供增益；可饱和吸收体用于实现激光器的锁模运转；光纤啁啾光栅具有两个输入反射端口，分别提供正色散和负色散的补偿；光环形器及光耦合器用于耦合光纤啁啾光栅，构建具有不同色散分布的双向传输光路结构；借助偏振控制器，可以改变激光器局部偏振态，实现对锁模激光状态的调节和切换。本发明的双向锁模多态孤子光纤激光器可双向传输并分别获得锁模激光脉冲，同时提供多态孤子激光输出。

Description

双向锁模多态孤子光纤激光器
技术领域
本发明涉及光纤激光、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的特性，在光纤通信、光纤传感、光学逻辑系统以及激光物理研究等领域具有潜在的科研价值和工业应用，更具体地，涉及一种双向锁模多态孤子光纤激光器。
背景技术
光纤激光器结构灵活，维护便利，无需准直，具有高转换效率和优良散热性，在科学研究和工业应用中发挥着重要的作用。借助被动锁模技术，光纤激光器能够容易地实现飞秒级别(10-15秒)的超快脉冲激光输出，其作为优质的稳定超快脉冲光源广泛应用于光纤通信、光纤传感、微结构加工、探测与成像以及医疗美容等应用中。
通常，为了使得谐振腔中的激光脉冲能稳定起振，锁模光纤环形激光器需要在谐振腔光路中加入非互易性的光学隔离器保持激光器谐振腔的单向运转。对应于不同的锁模光纤激光器的结构特点，输出的激光孤子脉冲具备不同的特征。这其中，包含群速度色散、非线性效应、自振幅调制和持续的能量流动在内的激光器脉冲整形机制发挥着关键作用。通过合理的色散管理使得激光器内部色散按一定规律分布，可以对应产生不同类型的孤子激光脉冲。
目前主流的锁模光纤激光器均采用单向传输的构造，一台激光器只能产生一种孤子激光脉冲。采用光纤啁啾光栅进行色散管理的激光器也只利用了光栅的一个反射端，激光器的整体构造依然是单向工作的。这种方案灵活度低，器件利用效率不高，不能同时实现传统孤子和耗散孤子输出，无法满足多用途的应用需求。综上所述，主流技术锁模光纤激光器存在灵活性不强、集成度不高、功能较少、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，本发明提供了一种双向锁模多态孤子光纤激光器，其目的在于，实现锁模光纤激光器的双向运转，并同时输出多态孤子，由此解决锁模激光器单向传输以及不能同时输出传统孤子和耗散孤子的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种双向锁模多态孤子光纤激光器，包括：泵浦驱动模块、可饱和吸收体、第一光环形器、第一光耦合器、第二光环形器、光纤啁啾光栅、第二光耦合器和输出单元，其中，
所述泵浦驱动模块分别与所述可饱和吸收体及所述输出单元连接；所述第一光环形器的第二端口与所述可饱和吸收体连接，所述第一光环形器的第一端口与所述第二光耦合器的第三端口连接，所述第一光环形器的第三端口与所述第一光耦合器的第一端口连接，所述光纤啁啾光栅的两端分别与所述第二光耦合器的第二端口及所述第一光耦合器的第二端口连接，所述第二光环形器的第一端口与所述第一光耦合器的第三端口连接，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光耦合器的第一端口连接；
所述泵浦驱动模块用于实现泵浦光能量的导入，并实现对所述泵浦光能量的受激辐射放大形成激光，对于顺时针方向，导入的激光经过所述可饱和吸收体，从所述第一光环形器的第二端口进入，第三端口输出后，从所述第一光耦合器的第一端口进入，第二端口输出至所述光纤啁啾光栅的一端，经所述光纤啁啾光栅的一端反射后从所述第一光耦合器的第二端口进入，第三端口输出后，从所述第二光环形器的第一端口进入，第二端口输出后，经过所述输出单元，再次回到所述泵浦驱动模块完成一周循环，经所述光纤啁啾光栅的一端反射时，引入负色散补偿，产生传统孤子；对于逆时针方向，导入的激光经过所述输出单元，从所述第二光环形器的第二端口进入，第三端口输出后，从所述第二光耦合器的第一端口进入，第二端口输出至所述光纤啁啾光栅的另一端，经所述光纤啁啾光栅的另一端反射后从所述第二光耦合器的第二端口进入，第三端口输出后，从所述第一光环形器的第一端口进入，第二端口输出后，经过所述可饱和吸收体再次回到所述泵浦驱动模块完成一周循环，经所述光纤啁啾光栅的另一端反射时，引入正色散补偿，产生耗散孤子；
所述可饱和吸收体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，所述泵浦驱动模块包括第一泵浦源、第一波分复用器、增益介质、第二波分复用器、第二泵浦源；其中，
所述第一泵浦源与所述第一波分复用器相连，实现泵浦光能量的导入，所述第二泵浦源与所述第二波分复用器，实现泵浦光能量的导入；
所述增益介质的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，将所述泵浦光能量转化为激光能量。
优选地，所述光纤激光器还包括：第一偏振控制器和第二偏振控制器；所述第一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光耦合器的第一端口之间，所述第二偏振控制器位于所述第二光耦合器的第一端口与所述第二光环形器的第三端口之间；
所述第一偏振控制器和第二偏振控制器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，所述输出单元包括第三光耦合器；
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型激光二极管，工作时，可调节其驱动电流大小从而相应地调节输出泵浦光功率大小，同时，其内置的稳流散热装置可实时稳定工作温度，以及实时监测输出光功率和工作温度，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第一端口、第二端口和第三端口，分别用于注入泵浦光、连接所述增益介质输出泵浦光以及输出经过所述增益介质辐射放大后的激光。
优选地，所述增益介质采用掺铒光纤，用于吸收泵浦光能量，通过受激辐射光放大效应，为脉冲激光提供增益。
优选地，所述第一光环形器和所述第二光环形器具有单向传输特性，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、可饱和吸收体及输出单元构成的主谐振腔，及第一光环形器、第一光耦合器、第二光环形器、光纤啁啾光栅的两个输入反射端口、第二光耦合器构成的两个支路，采用可饱和吸收体引入锁模机制，利用光纤啁啾光栅的两个反射端分别提供正色散和负色散的补偿，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、采用光纤啁啾光栅，方便地为锁模光纤激光器提供灵活的色散管理方案，同时能实现紧凑小巧的激光器构造；基于此搭建的多态锁模光纤激光器结构简易、集成度高，能够从同一台激光器中产生不同类型的孤子激光脉冲。
3、通过第一泵浦源和第二泵浦源双向同时泵浦的方式向激光器内部注入泵浦光能量，通过增益介质吸收从第一泵浦源和第二泵浦源注入的光能量，为激光脉冲的产生提供持续的光增益。
4、通过偏振控制器改变局部光路的光偏振状态，第一偏振控制器和第二偏振控制器分别置于激光器逆、顺时针传输支路中，实现各自光路中的锁模状态的调节和不同锁模状态的切换。
5、全光纤结构，无需任何外部器件，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。
6、超短脉冲，输出脉宽为皮秒或亚皮秒量级的超快锁模脉冲激光，可作为优质超快种子光源。
7、双向传输，灵活多用，作为多功能复用激光器可应用于光纤通信和光纤传感等诸多领域。
8、多态输出，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。
附图说明
图1是本发明较佳实施例中一种激光器结构示意图。
在所有的附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1、第一泵浦源；2、第一波分复用器；3、增益介质；4、第二波分复用器；5、第二泵浦源；6、可饱和吸收体；7、第一光环形器；8、第一偏振控制器；9、第一光耦合器；10、第二光环形器；11、光纤啁啾光栅；12、第二光耦合器；13、第二偏振控制器；14、第三光耦合器。
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。
本发明提供一种空间维度上双向传输，输出类型上可同时产生多态孤子激光脉冲的复用型光纤激光器。
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：泵浦驱动模块、可饱和吸收体6、第一光环形器7、第一光耦合器9、第二光环形器10、光纤啁啾光栅11、第二光耦合器12和输出单元。
其中，泵浦驱动模块分别与可饱和吸收体6及输出单元连接；第一光环形器7的第二端口7b与可饱和吸收体6连接，第一光环形器7的第一端口7a与第二光耦合器12的第三端口12c连接，第一光环形器7的第三端口7c与第一光耦合器9的第一端口9a连接，光纤啁啾光栅11的两端分别与第二光耦合器12的第二端口12b及第一光耦合器9的第二端口9b连接，第二光环形器10的第一端口10a与第一光耦合器9的第三端口9c连接，第二光环形器10的第二端口10b与输出单元连接，第二光环形器10的第三端口10c与第二光耦合器12的第一端口12a连接。
泵浦驱动模块用于实现泵浦光能量的导入，并实现对泵浦光能量的受激辐射放大形成激光，对于顺时针方向，导入的激光经过可饱和吸收体6，从第一光环形器7的第二端口7b进入，第三端口7c输出后，从第一光耦合器9的第一端口9a进入，第二端口9b输出至光纤啁啾光栅11的一端，经光纤啁啾光栅11的一端反射后从第一光耦合器9的第二端口9b进入，第三端口9c输出后，从第二光环形器10的第一端口10a进入，第二端口10b输出后，经过输出单元，再次回到泵浦驱动模块完成一周循环，经光纤啁啾光栅11的一端反射时，引入负色散补偿，产生传统孤子；对于逆时针方向，导入的激光经过输出单元，从第二光环形器10的第二端口10b进入，第三端口10c输出后，从第二光耦合器12的第一端口12a进入，第二端口12b输出至光纤啁啾光栅11的另一端，经光纤啁啾光栅11的另一端反射后从第二光耦合器12的第二端口12b进入，第三端口12c输出后，从第一光环形器7的第一端口7a进入，第二端口7b输出后，经过可饱和吸收体6再次回到泵浦驱动模块完成一周循环，经光纤啁啾光栅11的另一端反射时，引入正色散补偿，产生耗散孤子。
可饱和吸收体6用于实现顺时针与逆时针双向同时的激光脉冲锁模运转。其具有非线性可饱和吸收性质，能够为激光器引入锁模机制，从而产生孤子激光脉冲。
第一光环形器7和所述第二光环形器10具有单向传输特性，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。
光纤啁啾光栅11具有两个反射端口，分别为入射激光提供正色散和负色散的补偿，控制顺时针和逆时针传输方向上分别具有不同的群速度色散分布，帮助实现激光器各个支路上的色散管理。
在本发明实施例中，激光器工作时，光纤啁啾光栅11将两端输入的锁模脉冲激光原路反射输出，在激光器顺时针方向中提供负色散补偿，产生传统孤子，在激光器逆时针方向中提供正色散补偿，产生耗散孤子。
将光纤啁啾光栅的两个反射端口分别耦合进入激光器谐振腔的两个传输方向之中，充分利用各部件性能，实现锁模光纤激光器的双向运转，从而在同一台结构紧凑的激光器内获得多态孤子激光脉冲。
在本发明实施例中，泵浦驱动模块包括第一泵浦源1、第一波分复用器2、增益介质3、第二波分复用器4、第二泵浦源5；
其中，第一泵浦源1与第一波分复用器2相连，实现泵浦光能量的导入，第二泵浦源5与第二波分复用器4，实现泵浦光能量的导入；通过双向同时泵浦的方式向激光器内部注入泵浦光能量；
增益介质3的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，将泵浦光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和所述第二泵浦源5采用电流驱动型激光二极管，工作时，可调节其驱动电流大小从而相应地调节输出泵浦光功率大小，同时，其内置的稳流散热装置可实时稳定工作温度，以及实时监测输出光功率和工作温度，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包含第一端口、第二端口和第三端口，分别用于注入泵浦光、连接增益介质3输出泵浦光以及输出经过增益介质3辐射放大后的激光。
增益介质3采用掺铒光纤，用于吸收泵浦光能量，通过受激辐射光放大效应，为激光脉冲提供增益。
在本发明实施例中，该光纤激光器还包括：第一偏振控制器8和第二偏振控制器13；第一偏振控制器8位于第一光环形器7的第三端口7c与第一光耦合器9的第一端口9a之间，第二偏振控制器13位于第二光耦合器12的第一端口12a与第二光环形器10的第三端口10c之间；
第一偏振控制器8和第二偏振控制器13用于调节激光器谐振腔内部光路的局部光偏振状态，分别置于激光器谐振腔的顺、逆时针传输方向支路当中，实现对各自传输方向上锁模状态的调节。
在本发明实施例中，激光器工作时，可饱和吸收体6实现锁模激光，配合调节第一泵浦源1和第二泵浦源5注入增益介质3的光功率的大小以及第一偏振控制器8和第二偏振控制器13的工作状态，实现锁模激光脉冲的相应锁模状态的调整和不同锁模状态的切换。
在本发明实施例中，输出单元包括第三光耦合器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；10％：90％的分光比例也可以替换为其他的分光比例。
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10的第二端口连接。
在本发明实施例中，激光器通过由泵浦驱动单元、可饱和吸收体及输出单元构成的主谐振腔，泵浦驱动单元通过双向同时泵浦的方式向激光器内部注入泵浦光能量，采用可饱和吸收体引入锁模机制，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。
在本发明实施例中，利用光环行器的单向传输特性、光耦合器的光耦合特性、光纤光栅的色散特性和光反射特性，构建激光器光路。其中，光环行器可将对向传输的激光脉冲分离，分离的激光脉冲经过光耦合器耦合输入光纤光栅，继而被光纤光栅反射返回传输光路，光纤光栅在反射的同时将对激光脉冲提供一定的色散补偿，色散参数根据激光脉冲的传输方向而异。
在本发明实施例中，第一光环形器、第一光耦合器、第二光环形器、光纤啁啾光栅的两个输入反射端口、第二光耦合器构成两个支路，脉冲激光可在两个支路双向同时传输，而根据传输方向的不同经历不同的色散分布，利用光纤啁啾光栅分别提供正色散和负色散的补偿，在顺时针方向中获得传统孤子，在逆时针方向中获得耗散孤子，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，使得激光器实现多态锁模孤子脉冲激光。
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980nm泵浦光源、两个980/1550nm波分复用器、三米掺铒光纤、两个三环偏振控制器、两个3端口光环形器、一个中心波长1550nm在线式透射可饱和吸收体、一个分光比10:90的2*2光耦合器、两个分光比50:50的1*2光耦合器，一根光纤布拉格啁啾光栅以及一台光谱探测范围600～1700nm分辨率0.02nm的高精度光谱分析仪，一台采样速率20GS/s的高速示波器，一台采样速率25GS/s的高速光电探测，一台带宽43GHz的射频信号分析仪，一台商用光学自相关仪。
其中，两个泵浦源1和5为电流驱动型激光二极管，泵浦源集成的稳流散热装置会实时监测输出光功率和工作温度，通过调节驱动电流大小可以同步地调节输出泵浦光功率大小。
两个波分复用器2和4均具有一个980nm泵浦光输入端口和两个1550nm传输端口，980nm端口用于连接泵浦光源，可以将两个泵浦光源1和5输出的980nm泵浦光能量耦合进入激光器光路中。
增益物质3采用掺铒光纤，掺铒光纤与波分复用器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效应，为脉冲激光提供增益。
在线式透射可饱和吸收体6连接着第二波分复用器4与第一光环形器7的7b端口，其具有可饱和吸收性质，对高强度激光的吸收损耗大，而对低强度激光的吸收损耗低，可实现激光脉冲的压窄，为激光器引入锁模机制。
三环偏振控制器8与13均具有三个角度可摆动的环状模块，模块内部缠绕着标准单模光纤，调节模块摆动的角度可以控制局部光偏振状态，进而调节对于光路中的锁模激光工作状态。
第一光耦合器9和第二光耦合器12为两个分光比50:50的1*2光耦合器。
第三光耦合器14为分光比10:90的2*2光耦合器。输入第三光耦合器14的脉冲激光被分为功率不等的两束光，一束通过分光比10％端口输出到外部供各种仪器设备检测，另一束通过分光比90％端口回到激光器谐振腔光路中内沿着当前路径继续传输。这里用来探测输出光信号光谱特性的仪器设备可以被替换成其他任何信号分析仪器，以用于不同的信号分析需求，例如功率计、示波器、频谱仪、自相关仪等。
3端口光环形器7与10具有单向传输特性，为单向环形循环工作方式。由第一光环形器7、第二光环形器10、第一偏振控制器8、第二偏振控制器13、第一光耦合器9、第二光耦合器12以及光纤啁啾光栅11组成了一种双向传输结构，实现空间维度上顺、逆时针方向支路的综合利用，其中：
在顺时针传输支路，第一光环形器7的7c端口连接着第一偏振控制器8的一侧，第一偏振控制器8的另一侧连接着第一光耦合器9的9a端口，第一光耦合器9的9b和9c端口分别连接着光纤布拉格啁啾光栅11的一端和第二光环形器10的10a端口，整个传输路径上的净色散为负，产生传统孤子激光脉冲；在逆时针传输支路，第二光环形器10的10c端口连接着第二偏振控制器13的一侧，第二偏振控制器13的另一侧连接着第二光耦合器12的12a端口，第二光耦合器12的12b和12c端口分别连接着光纤布拉格啁啾光栅11的另一端和第一光环形器7的7a端口，整个传输路径上的净色散为正，产生耗散孤子激光脉冲。
激光器工作时：
在顺时针方向，导入的泵浦光经过第一波分复用器2、掺铒光纤增益介质3受激辐射形成激光，激光经过第二波分复用器4、可饱和吸收体6，从第一光环形器7的第二端口7b进入，第三端口7c输出后，经过第一偏振控制器8，从第一光耦合器9的第一端口9a进入，第二端口9b输出至光纤啁啾光栅11的一端，经光纤啁啾光栅11的一端反射后从第一光耦合器9的第二端口9b进入，再从第三端口9c输出后，从第二光环形器10的第一端口10a进入，第二端口10b输出后，经过第三光耦合器14，再次回到第一波分复用器2完成一周循环，经光纤啁啾光栅11的一端反射时，引入负色散补偿，产生传统孤子；
在逆时针方向，导入的泵浦光经过第二波分复用器4、掺铒光纤增益介质3受激辐射形成激光，激光经过第三光耦合器14，从第二光环形器10的第二端口10b进入，第三端口10c输出后，经过第二偏振控制器13，从第二光耦合器12的第一端口12a进入，第二端口12b输出至光纤啁啾光栅11的另一端，经光纤啁啾光栅11的另一端反射后从第二光耦合器12的第二端口12b进入，第三端口12c输出后，从第一光环形器7的第一端口7a进入，第二端口7b输出后，经过可饱和吸收体6再次回到第二波分复用器4完成一周循环，经光纤啁啾光栅11的另一端反射时，引入正色散补偿，产生耗散孤子。
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8与13的偏振状态，可以实现多种锁模激光状态的调整和切换。
本发明提供的双向锁模光纤激光器，包括泵浦源以及由波分复用器、增益介质、光纤啁啾光栅、光环形器、偏振控制器、光耦合器以及可饱和吸收体连接而成的双向环形谐振腔。泵浦源作为激光器能量来源，配合增益介质为脉冲激光的产生提供增益。可饱和吸收体用于实现激光器的锁模运转。光纤啁啾光栅具有两个输入反射端口，能够分别提供正色散和负色散的补偿，进而用于激光器不同传输方向的色散管理。光环形器用于耦合光纤啁啾光栅，构建一种具有不同色散分布的双向传输光路结构，同时确保各个方向的单向运转，其中：在逆时针方向，净色散为正，产生耗散孤子；在顺时针方向，净色散为负，产生传统孤子。通过调节偏振控制器，可以改变激光器局部偏振态，实现对锁模激光状态的控制。本发明提供的光纤激光器光束质量高，易于构建，便于维护，能同时提供多态孤子激光输出，与目前主流双向被动锁模激光器相比具备更加简单紧凑的构造和更加丰富的输出特性，在光纤通信、光纤传感以及光学逻辑系统等科学研究和工程应用领域具备较高的实用价值。克服现有主流锁模光纤激光器性能受限、功能较单一的问题，进一步扩展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。
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 (8)

1.双向锁模多态孤子光纤激光器，其特征在于，包括：泵浦驱动模块、可饱和吸收体(6)、第一光环形器(7)、第一光耦合器(9)、第二光环形器(10)、光纤啁啾光栅(11)、第二光耦合器(12)和输出单元，其中，
所述泵浦驱动模块分别与所述可饱和吸收体(6)及所述输出单元连接；所述第一光环形器(7)的第二端口与所述可饱和吸收体(6)连接，所述第一光环形器(7)的第一端口与所述第二光耦合器(12)的第三端口连接，所述第一光环形器(7)的第三端口与所述第一光耦合器(9)的第一端口连接，所述光纤啁啾光栅(11)的两端分别与所述第二光耦合器(12)的第二端口及所述第一光耦合器(9)的第二端口连接，所述第二光环形器(10)的第一端口与所述第一光耦合器(9)的第三端口连接，所述第二光环形器(10)的第二端口与所述输出单元连接，所述第二光环形器(10)的第三端口与所述第二光耦合器(12)的第一端口连接；
所述泵浦驱动模块用于实现泵浦光能量的导入，并实现对所述泵浦光能量的受激辐射放大形成激光，对于顺时针方向，导入的激光经过所述可饱和吸收体(6)，从所述第一光环形器(7)的第二端口进入，第三端口输出后，从所述第一光耦合器(9)的第一端口进入，第二端口输出至所述光纤啁啾光栅(11)的一端，经所述光纤啁啾光栅(11)的一端反射后从所述第一光耦合器(9)的第二端口进入，第三端口输出后，从所述第二光环形器(10)的第一端口进入，第二端口输出后，经过所述输出单元，再次回到所述泵浦驱动模块完成一周循环，经所述光纤啁啾光栅(11)的一端反射时，引入负色散补偿，产生传统孤子；对于逆时针方向，导入的激光经过所述输出单元，从所述第二光环形器(10)的第二端口进入，第三端口输出后，从所述第二光耦合器(12)的第一端口进入，第二端口输出至所述光纤啁啾光栅(11)的另一端，经所述光纤啁啾光栅(11)的另一端反射后从所述第二光耦合器(12)的第二端口进入，第三端口输出后，从所述第一光环形器(7)的第一端口进入，第二端口输出后，经过所述可饱和吸收体(6)再次回到所述泵浦驱动模块完成一周循环，经所述光纤啁啾光栅(11)的另一端反射时，引入正色散补偿，产生耗散孤子；
所述可饱和吸收体(6)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所述的双向锁模多态孤子光纤激光器，其特征在于，所述泵浦驱动模块包括第一泵浦源(1)、第一波分复用器(2)、增益介质(3)、第二波分复用器(4)、第二泵浦源(5)；其中，
所述第一泵浦源(1)与所述第一波分复用器(2)相连，实现泵浦光能量的导入，所述第二泵浦源(5)与所述第二波分复用器(4)，实现泵浦光能量的导入；
所述增益介质(3)的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，将所述泵浦光能量转化为激光能量。
3.根据权利要求2所述的双向锁模多态孤子光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器还包括：第一偏振控制器(8)和第二偏振控制器(13)；所述第一偏振控制器(8)位于所述第一光环形器(7)的第三端口与所述第一光耦合器(9)的第一端口之间，所述第二偏振控制器(13)位于所述第二光耦合器(12)的第一端口与所述第二光环形器(10)的第三端口之间；
所述第一偏振控制器(8)和第二偏振控制器(13)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。
4.根据权利要求2或3所述的双向锁模多态孤子光纤激光器，其特征在于，所述输出单元包括第三光耦合器(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(10)的第二端口连接。
5.根据权利要求4所述的双向锁模多态孤子光纤激光器，其特征在于，所述第一泵浦源(1)和所述第二泵浦源(5)为电流驱动型激光二极管。
6.根据权利要求5所述的双向锁模多态孤子光纤激光器，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)包含第一端口、第二端口和第三端口，分别用于注入泵浦光、连接所述增益介质(3)输出泵浦光以及输出经过所述增益介质(3)辐射放大后的激光。
7.根据权利要求6所述的双向锁模多态孤子光纤激光器，其特征在于，所述增益介质(3)采用掺铒光纤。
8.根据权利要求1所述的双向锁模多态孤子光纤激光器，其特征在于，所述第一光环形器(7)和所述第二光环形器(10)具有单向传输特性，反向无法通光。
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