CN109478761A - 使用电子控制偏振元件用于激光锁模的启动和优化 - Google Patents

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Abstract

用于锁模光纤激光腔的装置包括两个可变延迟器组件和偏振元件。可变延迟器组件每个都具有两个电子可寻址元件和一个固定元件。第一可变延迟器组件准备适合于NPE锁模的偏振状态以发射到光纤中，并且第二可变延迟器组件在入射到偏振元件上之前控制离开光纤之后的偏振状态。控制系统控制电子可寻址相位延迟器，以便创建和修改用于锁模光纤激光器的条件。

Description

使用电子控制偏振元件用于激光锁模的启动和优化
技术领域
本发明涉及一种使用电子控制偏振元件(例如液晶(LC)元件)对激光振荡器进行锁模的系统，以通过非线性偏振演化(NPE)设定锁模的条件。
背景技术
非线性偏振演化(NPE)是一种用于在激光中诱导锁模的既定方法。在NPE中，激光腔内的光束的偏振状态可以通过与材料的相互作用以依赖于强度的方式改变。当与偏振元件组合时，这可以引起依赖于强度的传输。如果配置得当，这种非线性偏振旋转可以是有效的可饱和吸收器，其中激光腔内光学损耗随着强度的增加而减小用于促进激光振荡器中的脉冲形成(锁模操作)。
为了实现期望的行为，其中短脉冲(具有高强度)经历比连续波(CW)操作(具有低强度)更少的损耗，必须控制光进入非线性偏振旋转介质的偏振。该偏振控制通常使用一个或多个固定延迟器(波片)来实现，该固定延迟器(波片)可以手动或通过电动旋转台旋转，以实现期望的偏振状态。已经使用电动旋转台用于偏振光学器件来自动识别用于锁模光纤振荡器的正确配置。或者，可以使用光纤偏振控制器来实现必要的偏振控制，该光纤偏振控制器向光纤施加力以引起由于光纤中的应力引起的双折射引起的偏振变化。电动元件可能很慢，需要大量时间自动锁模激光器。使用(例如)压电致动器向光纤施加力可以是快速的，但是需要高电压来驱动致动器，并且由此产生的有限的调节范围通常需要用户干预来进行补偿。理想情况是使用电子控制以最少数量的致动器访问所有可能的偏振状态。
NPE锁模机制特别适用于光纤激光器，其中以导模式传播允许非线性相的累积。实际上，NPE机制凭借其近瞬时非线性响应(“快速”可饱和吸收器动作)导致产生最短可能的脉冲持续时间。然而，众所周知，光纤内部的光的偏振状态可以由于光纤中的应力而旋转，该应力可以随时间或与诸如温度的环境条件而变化。实际上，已经表明，即使光纤在振荡器中的尺寸稳定安装，来自光纤本身的原始制造的材料松弛将导致偏振旋转特性的连续弛豫。温度、机械应力和其他因素也会影响运行。结果是，虽然基于NPE锁模的光纤激光器可以在几个月的时间内运行而无需手动调整以重新优化NPE机制，但在此期间激光器的运行明显漂移，最终导致激光器锁模失效。
电子致动的延迟器，例如向列型液晶(LC)，可以类似于电子控制波片使用。当驱动电压低(几十伏或更低)，它们的响应时间短(大约毫秒)，并且它们随时间具有良好的稳定性时，这种延迟器提供了一种极具吸引力的偏振的电控制方法。诸如铁电或光图案化液晶的其他致动器也适合于这种用途。
已经使用单个LC在铒光纤激光器中开始NPE锁模，其中光纤本身以特定方式调整以允许使用单个元件进行控制。例如，参见M.Olivier,M.-D.Gagnon和M.Piché,"Automatedmode locking in nonlinear polarization rotation fiber lasers by detection ofa discontinuous jump in the polarization state,"Opt.Express 23,6738–6746(2015)。该方案证明是有问题的，因为除了由于环境扰动引起的光纤方向的任何物理变化之外，它不允许光纤的固有双折射随时间变化。作者认为这可以通过传统(固定)波片的插入和调整来补偿，尽管这会使系统进一步远离电子控制。展示了一种基于LC的替代锁模方案，其中使用基于LC的偏振控制器通过控制NPE的偏振状态来锁模铒孤子光纤激光器。参见M.Nikodem,K.Krzempek,K.Zygadlo,G.Dudzik,A.Waz,K.Abramski和K.Komorowska,"Intracavity polarization control in mode-locked Er-doped fibre lasers usingliquid crystals,"Opto-Electronics Rev.22,113–117(2014)。该方法在偏振器之前使用任意偏振控制，这需要三个LC。由于偏振器强制执行线性偏振状态，因此将所有三个LC都置于该位置是低效的。相反，它们在偏振器之后仅使用单个LC，允许它们仅控制椭圆率，而不是线性偏振角。该配置不允许完全偏振控制。上述光纤的漂移将需要完全偏振控制以确保激光器可以保持锁模。
如图1(现有技术)所示，NPE的典型操作需要通过偏振器104和四分之一波片106将脉冲102引入非线性偏振调制介质108。使用四分之一波片106将椭圆率120引入线性偏振脉冲。然后，椭圆偏振脉冲120在非线性材料108中传播，其中发生非线性偏振旋转。在穿过偏振器112之前，使用半波片110旋转来自该元件的输出122，得到输出114。该第二波片110设置为补偿非线性偏振旋转并允许通过偏振器112的最大透射。在低强度下，具有可忽略的非线性偏振旋转，偏振器112将拒绝来自腔的大部分光。随着强度增加，偏振朝向偏振器112通过的方向旋转。这有效地创造了一种条件，其中连续(或CW)光的损失高于脉冲光的损失，产生可饱和吸收器并导致锁模。
图4a(现有技术)是示出传统的全正常色散(ANDi)激光器400的示意图。激光腔分为两部分：单模光纤404(无源和掺杂光纤)部分和自由空间部分。单模光纤不保持偏振，允许NPE发生。对于其他NPE锁模振荡器，通常也是这种情况。当光离开单模光纤424时，其偏振被四分之一波片418和半波片416修改，允许光纤中的任意偏振首先转换成任意线性偏振(通过四分之一波片)，然后可以通过半波片将其旋转到任意角度。然后光穿过偏振器414，偏振器414通过光的一些部分420(其将耦合回光纤)并且拒绝一些其他部分422(其可以用作激光器的输出)。耦合出腔的光量取决于线性偏振被半波片416旋转的角度。
在该实施例中，输出耦合偏振器414也是NPE偏振器，尽管不一定是这种情况。在通过法拉第(Faraday)隔离器410传输之前，使用双折射板412(其在ANDi激光器中提供稳定的脉冲形成)对透射腔光420进行光谱滤波，以确保光仅在一个方向上通过腔传播。法拉第隔离器的输出是45度的线性偏振。法拉第隔离器410之后的四分之一波片408将光的线性偏振改变为椭圆偏振，其中椭圆率取决于四分之一波片408的旋转角。然后将该光耦合回光纤404。
这种典型的激光器设置无法访问全偏振相空间，因此无法恢复所有环境和激光漂移扰动的类似激光器参数。在ANDi激光器的一些实施方式中，在输出侧的四分之一波片之前使用第二半波片，以允许更完全地控制发射到单模光纤404中的偏振。
虽然这种配置作为可饱和吸收器是有效的，但是也存在一些不可饱和的损耗，因为在非线性偏振调制介质之前引入的椭圆率没有去除。通过在非线性介质之后但在分析偏振器之前放置四分之一波片来消除这种椭圆率，可以减少不饱和的损耗。类似地，通常需要对非线性材料的输入处的偏振进行更多控制，因为该材料将具有由制造、机械应力或环境条件引起的一些固有双折射。这通常也需要使用第二半波片，放置在输入偏振器和非线性材料之间。
本领域仍然需要能够在延长的时间段内以稳定的操作输出可靠地操作NPE锁模激光器的装置和方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供允许NPE锁模激光器在延长的时间段内以稳定的操作输出可靠地操作的装置和方法。本发明的实施例利用NPE锁模优于替代技术的优点：1)快速可饱和吸收器动作，用于尽可能短的脉冲，2)避免材料可饱和吸收器(SESAM)，它们会随着时间的推移而退化，也会降低激光器的操作性能。实施例利用电子可调节的可变相位延迟器来完全控制NPE锁模激光器的偏振参数，从而提供快速锁模和优化NPE锁模激光器的能力。本发明还提供激光器的最佳操作点的自动识别，在激光器的初始构造中节省了相当大的劳动。
可以使用各种算法来利用这种配置来自动锁模激光器和/或找到具有所需光谱和脉冲特性的最佳操作点。
优选实施例用电子寻址的液晶代替手动或电子可旋转的波片，其具有快速偏振状态改变以及低电压控制的益处。另外，本发明配置为使用最少量的控制元件完全解决激光器设置所允许的整组偏振状态，这意味着它可以从环境或激光器漂移扰动中快速恢复。因为光纤中的固有应力，以及由卷绕和约束光纤引起的应力，以依赖于光纤老化以及环境条件的方式扰动激光器的偏振状态，光纤输出处的偏振控制能够以任何角度将任何偏振状态转换为线性偏振状态。同样，在耦合回光纤之前使用的偏振控制器能够采用45度线性偏振并将其转换为任意偏振状态。可以使用三种液晶从一种任意偏振转换为另一种任意偏振，但这是一种比所需更复杂的通用解决方案。任意偏振状态和任意线性偏振之间的转换优选地使用两种液晶和以各种配置的固定四分之一波长延迟器来实现。
为了证明这一点，考虑以椭圆率b以角度a偏振的场。琼斯矢量在x和y方向上的分量可分别表示为Ex＝cos(a)和Ey＝sin(a)exp(ib)。将c定义为沿x轴方向的电子寻址可变延迟器的延迟，将d定义为相对于x轴成45°的电子寻址可变延迟器的延迟，然后，我们可以将通过两个元件传播的光的偏振作为初始状态和两个延迟的函数来写入。
为了根据需要将上述任意偏振转换为任意线性偏振，我们首先要求去除椭圆率。这需要c-b＝π/2，这可以通过要求c具有至少一个波的范围来实现任何输入b。同样地，输出处的线性偏振角由d-2a给出，如果延迟d具有至少一个波的范围，则d-2a也可以取任何值。
另一个要求是将线性偏振状态转换为任意偏振状态。例如，考虑45度的线性偏振(对于其他输入偏振，计算将基本相似)。在这种情况下，输出偏振的斯托克斯(Stokes)矢量可以写成S1＝sin(c)sin(d)，S2＝sin(c)cos(d)以及S3＝cos(d)。这些方程定义了单位半径的球体，相当于庞加莱球(PoincaréSphere)的定义，其表面包含所有纯偏振状态。这证明了该系统能够访问所有偏振状态的能力。
附图说明
图1(现有技术)是传统NPE可饱和吸收器的示意图。
图2是示出根据本发明的通用激光器操作的流程图。
图3a和3b是说明在腔中使用的液晶波片的光学设置的示意性框图，示出了根据本发明的两个方向的优选实施例。
图4a(现有技术)是示出标准ANDi激光器的示意图。
图4b是显示使用液晶作为根据本发明的电子可变延迟器的ANDi激光器的示意图。
图5是示出根据本发明的适应度函数的实现的流程图。
图6是示出根据本发明的稳定算法操作的流程图。
图7是示出根据本发明的自动锁模操作的流程图。
图8a是示出用于如图7所示的自动锁模的遗传算法的流程图。
图8b是示出根据本发明的用于优化锁模的优化算法的流程图。
图9a是示出如图3a中所描述的具有小于全波延迟的组件可接近的偏振状态空间的测量的覆盖的曲线图。
图9b是示出如图3a中所描述的具有全波延迟的组件可接近的偏振状态空间的模拟覆盖的曲线图。
图10是示出通过图8a的遗传算法使用目标光谱(虚线)从随机起始点恢复的LC模式锁定的ANDi激光(实线)的光谱的曲线图。
图11a(现有技术)是示出在没有电子控制的标准NPE锁模振荡器中作为环境温度的函数的压缩脉冲持续时间的曲线图。
图11b是示出根据本发明的LC稳定振荡器(最小化光谱误差和功率误差)的曲线图。插图显示了时间脉冲的样本。
具体实施方式
图2是示出根据本发明的通用激光器操作200的流程图。固定和电子致动的延迟器202、204、208、210的组合放置在光纤212的一部分的任一端，在组合之间具有偏振光学器件206(例如，偏振器、法拉第隔离器等)。
用LC实现的电子寻址延迟器组件的优选实施例在图3a和3b中以两个方向示出。在光纤输出处213，使用如图3a所示的方向，而在光纤输入处211，元件的顺序是镜像的，如图3b所示。这种安排不是唯一提供完全控制的配置，因为反转任一位置的元件顺序也将实现完全控制。
图3a的组件包含两个LC 304、308，它们的快轴相对于彼此以45度定向。四分之一波片312放置在LC后面，定向成使得快轴平行于第一LC 304的快轴定向(使其相对于第二308也放置45度)。如图3b所示，该相同的组件可以反向使用，相当于在LC 320的任一侧切换四分之一波片316和第一LC 322的位置，以给出第二配置。改变LC 304、308、320、322的延迟将改变穿过组件的光的偏振状态，从而提供所需的控制。考虑到偏振的周期性，LC的其他方向是可能的。模块可以旋转180°而无需改变其操作。同样，旋转45°的元件可以交替旋转-45°，结果相同。为简单起见，选择了叠层的方向；可以选择产生完全控制的交替方向，并得到相同的结果。
图4a(现有技术)是示出标准ANDi激光器400(在上面更详细地描述)的示意图。图4b是示出根据本发明的ANDi激光器450的示意图，使用液晶作为根据本发明的电子可变延迟器。为了证明这种基于LC的NPE锁模方案的能力，如图4a所示，通过用LC延迟器组件300和350(如图4a所示)替换固定延迟器408、416、418来修改标准的ANDi光纤激光器设计。尽管该实施例中的激光器是ANDi激光器，但该技术同样可以应用于使用NPE锁模的任何激光振荡器。
在使用中，激光器450最初是手动锁模的，如在典型的ANDi激光器中那样。首先调节双折射板412滤光器以在所需波长区域中操作。监测输出422光谱和脉冲序列。监测光谱的特征光谱形状，指示耗散孤子，并监测脉冲序列的最小脉冲到脉冲变化，表明稳定的锁模状态。四个LC元件304、308、320、322的延迟通过依次手动改变它们的驱动电压而改变，直到激光器被锁模。存在许多不同的锁模配置，如NPE锁模光纤激光器的典型配置，特别是ANDi激光器配置。这些不同的锁模状态中的每一个具有不同的输出功率、脉冲序列稳定性、操作光谱、输出脉冲光谱相位和其他激光参数。希望选择具有适合激光器最终用途的性质的状态，无论是直接用于实验，还是作为进一步放大的种子。手动控制的NPE锁模激光器的典型操作是手动搜索控制空间，直到找到合适的操作点，这是一个不完整且经常费力的过程。
由于偏振状态现在是电子可控的，使用上述激光器450，替代实施例消除了这种手动锁模步骤，并允许算法测试各种状态并优化激光器的锁模(见图6)。为此，必须定义激光状态适应度的度量。这可以包括但不限于：激光是否是锁模，光谱的形状或与先前光谱的光谱相似性，激光的输出功率，或测量光谱的变换限制脉冲持续时间。
图5示出了适应度函数的一种实施方式，其中使用光谱仪502监测光谱，并且使用光电二极管506监测平均功率。参考光谱504和/或参考功率508也可以是输入。在步骤512中执行光谱比较，并且在步骤514中执行功率比较，以确定所述锁模状态与所需状态的接近程度。
还使用快速光电二极管510监测脉冲序列。来自光电二极管的电子信号通常被带通滤波(未示出)到预期重复率附近的相对窄的带，并且测量通过滤波器的RF功率。将该测量的功率与阈值进行比较，该阈值成为激光器是否可以认为是锁模的二元指示器516。在这些信号中，这些信号可以单独使用或彼此协同使用以在步骤518中计算误差。误差520用于提供反馈信号，该反馈信号基于到激光的锁模状态，以及所述锁模与所需状态的接近程度。
适应度函数的一个实施例是计算测量的光谱和目标光谱之间的确定系数R2。在另一个实施例中，如果锁模指示器为真，则使用该值，如果激光器没有锁模，则返回零。在另一个实施例中，适应度计算为R2值的总和(有或没有加权)和输出功率相对于参考功率的分数变化。通常，激光参数的测量值可以折叠成一个或多个数字，以确定你与所需解决方案的接近程度。
一旦通过激光腔和定义的适应度函数获得控制，就需要进行优化(参见图6)。搜索空间的高维度使得对激光器的每种可能状态的详尽测试非常耗时。因此，利用预先存在的元启发式算法进行优化是有用的。许多常规优化算法可以应用于该问题，包括诸如梯度下降或爬山的迭代局部方法，诸如模拟退火或阈值接受的全局方法，诸如进化算法或粒子群的基于群体的启发法。这些算法也可以彼此结合使用，例如模因算法，其中局部优化策略在优化期间应用于基于总体的算法的每个成员。
图6示出了针对特定操作条件的优化算法600的流程。从当前激光状态导出的信号602(除了其他之外，其可包括光谱、功率和/或锁模状态等)用于计算误差信号610。在一些实施方式中，误差信号还将取决于在某个先前时间或操作点从激光器或另一激光器导出的一组参考信号606。然后将计算的误差与误差阈值进行比较612。低于该阈值，激光认为在期望的操作区域内并且不需要优化616。如果误差高于阈值，则算法614将执行适当的优化过程以运行(例如，调整LC 304、308、320、322)。除了其他选项之外，该选择可以基于当前误差的大小或随时间的误差趋势。在一些实施方式中，所选择的优化算法可以运行固定次数的迭代，或者直到在备选实施方式中误差信号降至阈值以下。
图7示出了用于自动锁模的优化算法700的流程。在这种情况下，与先前的优化相反，不需要目标信号集来优化。相反，激光器可以以特定状态702(除了其他之外，或一群状态，无论是/它们之前的状态或随机生成的状态)开始并基于激光器操作的测量方面708(例如光谱、功率、腔重复频率、脉冲序列测量)计算710它/它们的适应度。然后，使用这样的适应度量来确定712当前操作点是否满足用户的要求。如果是，则优化结束714。如果不是，则运行优化算法716。图7中示出了这种算法的示例。
图8a示出了可用于自动锁模的遗传优化算法800的流程。使用适应度函数510测量602初始群体702。在一些实施方式中，提供参考测量集606。如果错误级别低于预设阈值612，则过程结束808。如果误差高于阈值，则将选择群体的一些子集进行修改802。该选择可以基于适应度、种群多样性或随机性。然后对所选择的群体成员803执行交叉804，其中交换来自不同群体成员的控制值以生成新成员。然后对新群体进行突变806，其中不同的控制值被随机修改。
图8b示出了用于优化锁模的简单优化算法850的流程。通过改变一个或多个控制电压和使用适应度函数610测量的结果602，来扰动852初始状态或群体702。在一些实施方式中，提供参考测量集606。将错误与先前的错误854进行比较。如果错误增加，则丢弃新状态并且该过程返回到起始点702。如果误差减小，则将其与阈值612进行比较。如果它低于阈值，则过程结束858。如果误差水平高于阈值，则保持扰动状态并再次扰动856。
图9a示出了对电子寻址偏振组件的稀疏采样的偏振的椭圆率和偏振角的测量曲线图。在这种情况下，将一百个均匀间隔的控制电压施加到每个电子寻址的延迟器304、308、320、322，并测量偏振。在该曲线图中，所施加的最大延迟小于全波，导致可接近偏振状态的曲线图中的显著间隙。然而，这种控制水平允许访问大多数偏振状态，并且仍然足以用于激光的锁模。
图9b示出了用于电子寻址偏振组件的稀疏采样的偏振的椭圆率和偏振角的计算曲线图。在这种情况下，每个延迟器使用一百个均匀间隔的延迟来计算所得到的偏振。由于这种情况下的延迟跨越整个范围，因此可以访问整组偏振状态。由于偏振是延迟的连续函数，所以点之间显示的间隙是采样的结果(选择以匹配测量数据)。理论延迟器不存在间隙。
图10显示了使用遗传算法(参见图8a)实现的自动锁模(参见图6)的锁模ANDi激光器的光谱，其中计算得到的适应度为测量光谱1002(实线)和目标光谱1004(虚线)的R2。该算法使用50的种群大小在九代中融合到该解决方案中。允许突变率基于适应度函数的值而变化，并且交叉概率固定为25％。在记录运行状态和从随机起点恢复该状态之间已经过去了两个月。
除了通过搜索目标参数组在激光器中启动锁模，电子控制器还可用于将激光器操作保持在特定状态。在优选实施方式中，锁模激光器在没有算法干预的情况下运行，直到持续监测的误差超过某个阈值。然后，算法将开始对控制器施加小扰动以降低误差。该算法可以运行一定数量的迭代，或者直到满足另一个条件，例如，误差降回到阈值以下。该阈值可以与导致扰动开始的阈值相同，或者可以更低(留下一些废弃空间以避免频繁切换算法的开启和关闭)。
使用如图8b所示的算法，激光器保持在特定的操作状态。改变激光器的环境温度会导致激光器操作点发生变化，从而导致脉冲持续时间发生变化。这可以在图11a(现有技术)中看到，其中脉冲持续时间1102显示为随着环境温度1104(随时间变化)而变化。设置光栅压缩器以在温度数据运行开始时最小化脉冲持续时间。来自不受控制的激光器的脉冲持续时间的这种大的变化可以利用与用于产生图11a的构建的激光器相同的激光器的锁定算法(如上所述实现)来很好地校正，但是包括我们的LC元件。在这种情况下，如图11b所示，脉冲持续时间1108具有2.2fs的RMS偏差，平均脉冲持续时间为90fs，尽管温度变化1106。
完全控制NPE锁模光纤激光器，提供对环境扰动和长期漂移的鲁棒性，是非偏振保持光纤振荡器领域的重大进步。利用本发明中描述的控制，只要用于构建激光器的部件持续(典型寿命超过10年)，就可以将激光器保持在设定的操作点。这种鲁棒性与NPE锁模激光器可实现的短脉冲持续时间相结合，为这种激光器的用户提供了极具吸引力的价值。
尽管本文具体描述了本发明的示例性优选实施例，但是本领域技术人员将理解除了具体提到的那些之外的各种改变、添加和应用，这些改变、添加和应用都在本发明的精神内。

Claims (20)

1.用于锁模光纤激光器的装置，其配置为在给定泵激光器输入光的情况下产生激光器输出光，包括：
第一可变延迟器组件；
一段光纤，提供光的偏振状态的非线性变化；
第二可变延迟器组件；
用于输出低强度光的偏振元件，提供可饱和的损耗；以及
控制系统；
其中，第一组件包括两个电子寻址的可变相位延迟器和固定相位延迟器；
其中，第一组件配置为准备适合于NPE锁模的光的偏振状态以发射到光纤中；
其中，第二组件包括两个电子寻址的可变相位延迟器和固定相位延迟器；
其中，第二组件配置为在入射到偏振元件上之前控制从光纤接收的光的偏振状态；以及
其中，控制系统配置成控制可变相位延迟器。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制系统包括：
测量系统，配置为测量与锁模相关的激光性能的各方面；
误差计算模块，用于基于激光性能的测量方面和激光性能的所需方面计算误差；以及
修改系统，配置为基于计算的误差选择由可变相位延迟器施加的延迟量。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述测量系统持续监测激光性能的测量方面。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，激光性能的测量方面包括以下至少一个：激光是否锁模，激光脉冲序列输出的噪声，激光输出的光谱和激光输出的功率。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，误差计算模块基于所测量的激光性能方面与参考值的偏差来计算误差。
6.根据权利要求2所述的装置，其中，误差计算模块基于激光性能的测量方面的计算特性来计算误差。
7.根据权利要求2所述的装置，其中，可变相位延迟器包括选自以下的相位延迟器：向列型液晶、铁电液晶、光致图案化液晶和磁光移相器。
8.根据权利要求2所述的装置，其中，激光器是全正常色散(ANDi)激光器。
9.根据权利要求2所述的装置，其中，修改系统配置为优化激光器的锁模状态，使得激光器基本上在参考状态下操作。
10.根据权利要求2所述的装置，其中，修改系统配置为自动发现激光的锁模状态。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，可变相位延迟器包括选自以下的相位延迟器：向列型液晶、铁电液晶、光致图案化液晶和磁光移相器。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，组件中的一个包括依次的两个液晶相位延迟器和四分之一波片，所述两个液晶相位延迟器配置成使得它们的普通轴相对于彼此成45°定向，并且所述四分之一波片配置在两个液晶相位延迟器之后并且其普通轴在序列中平行于第一液晶相位延迟器的普通轴。
13.根据权利要求1所述的装置，其中，组件中的一个包括四分之一波片，后面是第一液晶相位延迟器，其普通轴距离四分之一波片的普通轴45°，接下来是第二液晶相位延迟器，其普通轴平行于四分之一波片的普通轴。
14.根据权利要求1所述的装置，其中，组件中的一个包括依次的两个液晶相位延迟器和四分之一波片，所述两个液晶相位延迟器配置成使得它们的普通轴相对于彼此成45°定向，并且所述四分之一波片配置在两个液晶相位延迟器之后并且其普通轴在序列中平行于第一液晶相位延迟器的普通轴；以及其中，另一组件包括四分之一波片，后面是第一液晶相位延迟器，其普通轴距离四分之一波片的普通轴45°，接下来是第二液晶相位延迟器，其普通轴平行于四分之一波片的普通轴。
15.根据权利要求1所述的装置，其中，激光器是全正常色散(ANDi)激光器。
16.根据权利要求1所述的装置，其中，每个组件配置成具有足够的延迟范围，以便能够访问基本上完整的偏振状态组。
17.根据权利要求1所述的装置，其中，每个组件配置成具有足够的延迟范围，以便能够访问大多数偏振状态。
18.根据权利要求1所述的装置，其中，光纤选自：单模光纤、光子晶体光纤和增益光纤。
19.根据权利要求1所述的装置，其中，第二组件还配置为控制来自激光器的输出光。
20.锁模光纤激光器的方法，所述方法包括以下步骤：
提供第一和第二可变延迟器组件，每个具有两个液晶和固定波片；
提供一段光纤，其配置成对激光器中的光的偏振状态提供非线性变化；
提供偏振元件，用于从激光器输出低强度光，以提供可饱和的损耗；
在一个组件中电子寻址液晶，以准备适合于NPE锁模的光的偏振状态并将其发射到光纤中；
电子地寻址另一组件中的液晶，以改变从光纤接收的光的偏振，并将其提供给偏振元件；
测量与锁模相关的激光性能；
根据激光性能的测量方面和激光性能的所需方面计算误差；以及
根据计算的误差修改液晶的延迟。
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