CN110661165A - 多点位置自动切换的sesam锁模方法及其光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多点位置自动切换的SESAM锁模方法及其光纤激光器；利用多路光开关接通多尾光纤聚焦模块的其中一路光路，锁模光纤激光器产生的震荡光聚焦到SESAM锁模模块的某点上，再反射回多尾光纤聚焦模块、多路光开关、波分复用器、掺杂增益光纤和部分反射的光纤布拉格光栅，循环振荡产生稳定的超短脉冲激光，控制信号给监测控制电路，使多路光开关切换到另外一路光路，保证超短脉冲光纤激光器的长时间工作。

Description

多点位置自动切换的SESAM锁模方法及其光纤激光器

技术领域：

本发明属于激光器技术领域，具体涉及一种多点位置自动切换的SESAM锁模方法及其光纤激光器。

背景技术：

锁模光纤激光器是一种有源光纤器件，增益介质通常选择掺杂稀土离子的光纤，例如掺镱、掺饵、掺铥等。与传统的激光器相比，光纤激光器具有光束质量好、结构紧凑、易

于集成、能量转换效率高等许多优点。光纤激光器的激光锁模的原理是利用了SESAM的饱和吸收特性，这就要求入射SESAM片的信号光通量密度超过其饱和通量。如果入射信号光能量密度太大，超过其损伤阈值，SESAM片光照区域会受到不可逆的光学损伤，从而导致该区域永久丧失饱和吸收特性。综合考虑，需要将入射信号光能量密度控制在合理的范围内，即介于SESAM片的饱和通量以及损伤阈值之间。通常的做法是实现低泵浦阈值锁模，并且尽可能减小入射SESAM的信号光聚焦光斑大小。SESAM片的光学损伤和热损伤引起的饱和吸收失效极大的限制了脉冲种子激光器的长期使用寿命。

超短脉冲激光在光纤通信、生物技术、医疗、激光光谱学、超精细加工、时间分辨光谱学等领域具有广泛的应用。锁模技术是获得超短光脉冲的一种常用方法。因此,对输出飞秒脉冲的锁模光纤激光器的研究成为近几年激光技术领域研究的一个热点。超短脉冲光纤激光器因具有光束质量好、峰值功率高、脉冲宽度窄、无需维护等优点，广泛应用于激光材料加工、高速光通信、生物医学、军事国防和激光雷达等领域。目前在光纤激光器获得超短脉冲的方法主要有增益开关、主动锁模和被动锁模三种方法，其中被动锁模技术是采用非线性偏振旋转、SESAM、碳纳米管等结构或材料的非线性饱和吸收特性获得超短脉冲。

如中国专利公告号为CN106129786A《基于拉锥光纤的可调谐双波长锁模光纤激光器》包括首尾顺次连接的(2+1)×1合束器、掺铥光纤、耦合器、偏振控制器、偏振无关隔离器、拉锥光纤及单壁碳纳米管，所述(2+1)×1合束器还连接有泵浦光源；所述耦合器的耦合比为10:90，包括10％输出端口和90％输出端口共两个端口，所述10％输出端口连接有输出光纤，所述90％输出端口与所述偏振控制器连接；所述拉锥光纤的调制周期为6.8-7.2纳米，所述拉锥光纤的锥腰为7.0-7.5微米。其具有特定调制周期和调制深度的拉锥光纤，利用拉锥光纤成功抑制激光模式竞争的问题，实现了基于拉锥光纤的可调谐2μm波段双波长锁模光纤激光输出。还有如中国专利CN103227406A《被动锁模光纤激光器》，其包括被动锁模光纤激光器谐振腔、电控光纤偏振控制器、光分束器、光电探测器、激光输出端口、液晶显示模块，所述的光电探测器接受分束器的激光信号，转换为电信号后输入反馈控制模块，经反馈控制模块分析处理后输出电压控制电控光纤偏振控制器，自动调节激光器腔内偏振态。

在这些锁模光纤激光器的结构或材料中，SESAM由于其性能可靠、长期稳定、自启动锁模等性能已经形成各类产品，应用于不同激光器的被动锁模技术中。但由于SESAM的吸收层与布拉格反射镜不能很好的晶格匹配，因此易受到光学损伤或者性能减退，使用寿命较短，虽然通过改善优化SESAM和激光器腔内参数可提升其使用寿命，但提升效果也非常有限。

因此，如何来提供一种可较大程度的提升SESAM锁模的超短脉冲光纤激光器的使用寿命，并提供多点位置自动切换的SESAM锁模方法；如利用多路光开关接通多尾光纤聚焦模块的其中一路光路，锁模光纤激光器产生的震荡光聚焦到SESAM锁模模块的某点上，再反射回多尾光纤聚焦模块、多路光开关、波分复用器和部分反射的光纤布拉格光栅等循环振荡产生稳定的超短脉冲激光；当聚焦在SESAM上的点受到损伤不能锁模时，监测控制电路探测到锁模失效信号后，能给出状态信号传递到监测控制电路的相应装置上如单片机上，而单片机发出控制信号给监测控制电路上的相应装置上，进而使多路光开关切换到另外一路光路，这时超短脉冲光纤激光器可以利用SESAM锁模模块的另外一个点工作，避开了前面的损伤点；以此类推，这样就实现多个点的替代工作，能有效的提升SESAM的使用寿命，从而保证超短脉冲光纤激光器的长时间工作。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的缺陷或不足，提供一种多点位置自动切换的SESAM锁模方法及其光纤激光器；利用多路光开关接通多尾光纤聚焦模块的其中一路光路，锁模光纤激光器产生的震荡光聚焦到SESAM锁模模块的某点上，再反射回多尾光纤聚焦模块、多路光开关、波分复用器、掺杂增益光纤和部分反射的光纤布拉格光栅，循环振荡产生稳定的超短脉冲激光，控制信号给监测控制电路，使多路光开关切换到另外一路光路，保证超短脉冲光纤激光器的长时间工作。

本发明公开一种多点位置自动切换的SESAM锁模方法，采用多路尾纤的光纤聚焦器、多路光开关和监测控制电路构成多路的光路，其是由多路光开关的任一输出光纤与多尾光纤聚焦模块的任一光纤连接，任意选择其中一路光路工作，监测控制电路可监测锁模光纤激光器的SESAM锁模模块是否锁模，如果SESAM锁模模块工作点损伤不能锁模，则将自动切换到下一路光路，选择新的SESAM位置点工作。

所述的一种多点位置自动切换的SESAM锁模方法，优选的，是利用多路光开关接通与其相连接通的多尾光纤聚焦模块中的其中一路光路，由锁模光纤激光器产生的震荡光聚焦于SESAM锁模模块相应某点上，再反射回多尾光纤聚焦模块，然后经与其依次相连接的多路光开关、波分复用器、掺杂增益光纤和光纤布拉格光栅，循环振荡产生稳定的超短脉冲激光；当聚焦于SESAM锁模模块上的某点受到损伤不能锁模时，监测控制电路的相应探测装置探测到锁模失效信号后，给出状态信号传递到监测控制电路的相应探测装置，由监测控制电路的相应探测装置发出控制信号给监测控制电路，使多路光开关切换到另外一路光路，此时超短脉冲光纤激光器则利用SESAM锁模模块的另外一个点进行工作，并避开前述的损伤点；以此类推，实现多个点的替代工作，从而实现多点位置自动切换的SESAM锁模方法。

本发明的另一目的是提供一种实现上面所述的多点位自动切换SESAM锁模方法的光纤激光器，其所述光纤激光器包括多点位置切换模块单元15、监测控制与泵浦驱动电路单元14、半导体泵浦激光器13、波分复用器4、掺杂增益光纤5、光纤布拉格光栅6、分光纤耦合器7、输出光纤隔离器8；所述多点位置切换模块单元15包括多路光开关3、多尾光纤聚焦模块2、SESAM锁模模块1，所述多路光开关3依次相应的连接于波分复用器4的一端，波分复用器4的另一端连接于掺杂增益光纤5一端，掺杂增益光纤5另一端连接光纤布拉格光栅6的一端上，光纤布拉格光栅6的另一端再连接于分光纤耦合器7的输入端上，分光纤耦合器7的输出端则分别连接于输出光纤隔离器8及监测控制与泵浦驱动电路单元14的电路相应位置上。

所述监测控制与泵浦驱动电路单元14包括光电二极管探测电路9、放大电路10、监测控制电路11、泵浦驱动电路12；所述光电二极管探测电路9的一端连接于分光纤耦合器7与输出光纤隔离器8相连接的一端，光电二极管探测电路9另一端连接于放大电路10的一端，放大电路10另一端则连接于监测控制电路11，监测控制电路11连通于多点位置切换模块单元15的多路光开关3一尾端上，所述泵浦驱动电路12连接于半导体泵激光器13相应位置上；而监测控制与泵浦驱动电路单元14的泵浦驱动电路12的一端经半导体泵激光器13连接于波分复用器4与掺杂增益光纤5相应连接的一端上；所述泵浦驱动电路单元14的监测控制电路11则相应的连接于多点位置切换模块单元15的多路光开关3的相应位置上。

优选的，是所述波分复用器4一端与多路光开关3相连接，波分复用器4的另一端分别连接于半导体泵浦激光器13与泵浦驱动电路12相对应连接的另一端及掺杂增益光纤5的一端上；所述多路光开关3设有可选择的若干条光路，信号光由波分复用器4进入多路光开关3的相应光路。

进一步的，是所述多尾光纤聚焦模块2包括多尾纤部端16、准直部分17和聚焦部分18，多尾光纤聚焦模块2的多尾纤部端16与多路光开关3的相应端连接。

7、根据权利要求3所述的光纤激光器，其特征是所述泵浦驱动电路12包括恒温电路与恒流电路，并为半导体泵浦激光源13提供驱动电流；所述分光纤耦合器7采用分光比相差较大的耦合器，控制分光纤耦合器7的分光比为99-98：1-2，并将输出小的小百分比端作为监测端。

优选的，所述光电二极管探测电路9为一接收光电二极管，与分光纤耦合器7的小百分比端子相连接，将接收的光信号转换为电信号并通过放大电路10对信号进行放大。

所述监测控制电路11为单片机控制电路。

所述波分复用器4包含有光学滤波片透射信号光，采用980-1080nm的泵浦光为进入光纤激光器的谐振腔光源。

本发明公开一种多点位置自动切换的SESAM锁模方法及其光纤激光器；其多点位置自动切换SESAM锁模光纤激光器泵浦源的驱动电路包括温控电路和恒流电路，其中温控电路、恒流电路部分与现有技术相同；本发明的光纤激光器装置中的各个元器件都选择保偏元器件，提升系统的抗环境干扰能力，并实现低阈值、自启动性能的锁模脉冲光纤激光器；输出光纤隔离器防止反射回的光对系统的干扰。

本发明采用上述方法及光纤激光器装置，还具有以下优点：一是，本发明采用多点位置SESAM锁模光纤激光器，通过增加锁模点的数量有效提升SESAM的使用寿命；

二是，本发明通过监测控制电路可分析判断锁模光纤激光器是否处于锁模状态，提升系统的可靠性；

三是，本发明利用探测装置如单片机控制电路实现SESAM片上多点位置的自动切换，使整个系统使用简单；四是，本发明的光纤激光器装置，是采用锁模部件SESAM进行了模块化封装，整个系统结构紧凑，插入损耗降低，系统可靠性得到有效的提升。

附图说明：

图1为本发明的多点位置自动切换的SESAM锁模光纤激光器连接结构示意图；

图2为本发明的多尾光纤聚焦模块2多尾纤部端、准直部分和聚焦部分的结构示意图；

图中，1、SESAM锁模模块，2、多尾光纤聚焦模块，3、多路光开关，4、波分复用器，5、掺杂增益光纤，6、光纤布拉格光栅，7、分光纤耦合器，8、输出光纤隔离器，9、光电二极管探测电路，10、放大电路，11、监测控制电路，12、泵浦驱动电路，13、半导体泵浦激光器，14、监测控制和泵浦驱动电路单元，15、多点位置切换模块单元，16、多尾纤部端，17、准直部分，18、聚焦部分。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的详细说明，需要说明的是下述陈述过程中的SESAM与SESAM锁模模块，掺杂增益光纤与增益光纤意义相同，多路尾纤光纤聚焦器与叫多尾光纤聚焦模块意义相同。

本发明的目的之一是公开一种多点位置自动切换的SESAM锁模方法，采用多路尾纤的光纤聚焦器、多路光开关和监测控制电路构成多路的光路，其是由多路光开关和多路尾纤的光纤聚焦器用来选择其中一路光路工作，监测控制电路可监测锁模光纤激光器的SESAM锁模模块是否锁模，如果SESAM锁模模块工作点损伤不能锁模，则将自动切换到下一路光路，选择新的SESAM位置点工作。

本发明所述的一种多点位置自动切换的SESAM锁模方法，优选的，是包括多点位置切换模块单元15，监测控制与泵浦驱动电路单元14，半导体泵激光器13，监测控制电路，所述多点位置切换模块单元包括多路光开关3、多尾光纤聚焦模块2、SESAM锁模模块1，利用多路光开关接通多尾光纤聚焦模块2的其中一路光路，由锁模光纤激光器产生的震荡光聚焦到SESAM锁模模块的相应某点上，再反射回多尾光纤聚焦模块2，然后经与其依次相连接的多路光开关3、波分复用器4、掺杂增益光纤5和光纤布拉格光栅6，循环振荡产生稳定的超短脉冲激光；当聚焦于SESAM锁模模块1上的某点受到损伤不能锁模时，监测控制电路的相应探测装置探测到锁模失效信号后，给出状态信号传递到监测控制电路的相应探测装置，由监测控制电路11的相应探测装置发出控制信号给监测控制电路，使多路光开关3切换到另外一路光路，此时超短脉冲光纤激光器是利用SESAM锁模模块1的另外一个点工作，避开了前面的损伤点；以此类推，这样即可实现多个点的替代工作，从而实现了多点位置自动切换的SESAM锁模方法。

本发明实现所述的多点位自动切换SESAM锁模方法的光纤激光器，其包括多点位置切换模块单元15、监测控制与泵浦驱动电路单元14、半导体泵浦激光器13、波分复用器4、掺杂增益光纤5、光纤布拉格光栅6、分光纤耦合器7、输出光纤隔离器8；所述多点位置切换模块单元15包括多路光开关3、多尾光纤聚焦模块2、SESAM锁模模块1，所述多路光开关3依次相应的连接于波分复用器4的一端，波分复用器4的另一端连接于掺杂增益光纤5一端，掺杂增益光纤5另一端连接光纤布拉格光栅6的一端上，光纤布拉格光栅6的另一端再连接于分光纤耦合器7的输入端上，分光纤耦合器7的输出端则分别连接于输出光纤隔离器8及监测控制与泵浦驱动电路单元14的电路相应位置上。

优选的，是所述监测控制与泵浦驱动电路单元14包括光电二极管探测电路9、放大电路10、监测控制电路11、泵浦驱动电路12；所述光电二极管探测电路9的一端连接于分光纤耦合器7与输出光纤隔离器8相连接的一端，光电二极管探测电路9另一端连接于放大电路10的一端，放大电路10另一端则连接于监测控制电路11，监测控制电路11连通于多点位置切换模块单元15的多路光开关3一尾端上，所述泵浦驱动电路12连接于半导体泵激光器13相应位置上；而监测控制与泵浦驱动电路单元14的泵浦驱动电路12的一端经半导体泵激光器13连接于波分复用器4与掺杂增益光纤5相应连接的一端上；所述泵浦驱动电路单元14的监测控制电路11则相应的连接于多点位置切换模块单元15的多路光开关3的相应位置上。

进一步的，是所述波分复用器4一端与多路光开关3相连接，另一端分别连接于半导体泵浦激光器13及掺杂增益光纤5的一端上；所述多路光开关3设有可选择的若干条光路，信号光由波分复用器4进入多路光开关3的相应光路。

如图1、2所述多尾光纤聚焦模块2包括多尾纤部端16、准直部分17和聚焦部分18，多尾光纤聚焦模块2的多尾纤部端16与多路光开关3的相应端连接，多尾纤部端16设有若干条多尾纤聚焦模块能将光信号聚焦在SESAM片上，通过调整聚焦模块中的参数来控制SESAM片上光斑的大小，获得优化的锁模脉冲激光信号，多路尾纤的插损与其光斑相应的保持一致。

本发明所述泵浦驱动电路12包括恒温电路与恒流电路，并为半导体泵浦激光器13提供驱动电流；所述分光纤耦合器7采用分光比相差较大的耦合器，控制分光纤耦合器7的分光比为99-98：1-2，并将输出小的小百分比端作为监测端。

本发明所述光电二极管探测电路9为一接收光电二极管，与分光纤耦合器7的小百分比端子连接，将接收的光信号转换为电信号并通过放大电路10对信号进行放大。

所述监测控制电路11优选的是使用单片机控制电路。

所述波分复用器4包含有光学滤波片透射信号光，采用980nm的泵浦光为进入光纤激光器的谐振腔光源。或者采用1064nm的泵浦光

如图1所示，为发明的多点位置自动切换的SESAM锁模光纤激光器各部件连接的结构结构示意图，为提升SESAM锁模的超短脉冲光纤激光器的使用寿命，本发明采用的多点位置自动切换的SESAM锁模方法及其光纤激光器装置，是利用多路光开关接通多尾光纤聚焦模块2的其中一路光路，锁模光纤激光器产生的震荡光聚焦到SESAM锁模模块1的某点上，再反射回多尾光纤聚焦模块2、多路光开关3、波分复用器4、掺杂增益光纤5和部分反射的光纤布拉格光栅，循环振荡产生稳定的超短脉冲激光；当聚焦在SESAM锁模模块1上的某一点受到损伤不能锁模时，监测控制电路11的单片机电路探测到锁模失效信号后，给出状态信号传递到单片机电路，单片机电路即发出控制信号给监测控制电路11，使多路光开关3切换到另外一路光路，这时超短脉冲光纤激光器即利用SESAM锁模模块1的另外一个点工作，避开了前面的损伤点；以此类推，多个点的替代工作能有效的提升SESAM锁模模块1的使用寿命，保证超短脉冲光纤激光器的长时间工作。

本发明具体的实施应用的技术方案是：

本发明的多点位置自动切换SESAM锁模光纤激光器，包括单模半导体泵浦激光器即半导体泵浦激光器13及其驱动电路、波分复用器4、多路光开关3、监测控制电路11、多尾光纤聚焦模块2、SESAM锁模模块1、掺杂增益光纤5、输出光纤隔离器8。采用多尾光纤聚焦模块2、多路光开关3和监测控制电路11构成多路的光路，多路光开关3和多路尾纤光纤聚焦器用来选择其中一路光路工作，监测控制电路通常使用单片机电路(下同)可监测锁模光纤激光器是否锁模，如果SESAM锁模模块1的工作点损伤不能锁模将自动切换到下一路光路，选择新的SESAM锁模模块上的位置点工作。

本发明的监测控制与泵浦驱动电路单元14包括光电二极管探测电路9、放大电路11与监测控制电路11或叫单片机电路，光电二极管探测电路9将光纤激光器输出的小量锁模激光信号转换为电信号，并通过放大电路11对其进行放大，然后输入给单片机电路进行分析判断，确定锁模光纤激光器是否处于正常锁模状态，如判断系统不能正常锁模，单片机电路发出控制信号给多路光开关3，多点位置自动切换SESAM锁模光纤激光器系统即切换到下一路光路进行工作。

本发明的多路光开关通过管脚加电用来选择不同的光路进行工作，保证锁模光纤激光器可以在多路光路中进行任意的切换，管脚是否加电是通过单片机控制电路进行控制选择，不同光路对应SESAM片上不同位置点的光斑，系统光路的切换相应于SESAM片上不同位置点的切换。

本发明的多路尾纤的光纤聚焦器可使不同光路的光聚焦在SESAM片的不同位置处，并可以对SESAM片上聚焦光斑大小进行调节，同时不同光路聚焦在SESAM片上的光斑位置保持不重叠，由光开关与多路尾纤的光纤聚焦器构成的多路光路的插损基本上保持一致，确保切换时都能顺利锁模。

本发明多点位置自动切换SESAM锁模光纤激光器采用高掺杂浓度增益光纤，可有效的控制谐振腔的长度，减小色散、非线性的影响，提升锁模光纤激光器的稳定性。所述SESAM锁模模块1是采用非线性饱和吸收特性获得超短脉冲激光输出。且一般采用铜或铝等散热材料作为基座对其进行散热处理。

本发明的锁模光纤激光器的光纤布拉格光栅6或者叫啁啾光纤布拉格光栅的透射部分作为锁模光纤激光器的输出，通过其透射百分比调节输出功率。但此百分比需与谐振腔其他参数相配合获得优化输出；光栅的滤波作用可用来提升信噪比，控制输出脉冲激光的中心波长及带宽。多路尾纤的光纤聚焦器即多尾光纤聚焦模块2与SESAM锁模模块1部件进行模块化封装，可有效减少系统空间尺寸及增加稳定性。

本发明多点位置自动切换SESAM锁模光纤激光器泵浦源的驱动电路即泵浦驱动电路包括温控电路和恒流电路，其中温控电路、恒流电路部分可采用与现有技术相同的技术方案，本发明系统中的各个元器件都选择保偏元器件，提升系统的抗环境干扰能力，并实现低阈值、自启动性能的锁模脉冲光纤激光器；输出光纤隔离器防止反射回的光对本发明系统装置的干扰。

如图1所示，本发明的多点位置自动切换Sesam锁模光纤激光器，包括多点位置切换模块单元15、监测控制与泵浦驱动电路单元14、波分复用器4、掺杂增益光纤5、光纤布拉格光栅6或叫啁啾光纤布拉格光栅、分光纤耦合器7、输出光纤隔离器8和半导体泵浦激光器13等；其中多点位置切换模块单元15由可饱和吸收体SESAM锁模模块1、多尾纤的聚焦部件即多尾光纤聚焦模块2和多路光开关3组成。监测控制与泵浦驱动电路单元14是由光电二极管探测电路9或叫接收光电二极管、放大电路10、监测控制电路11以及泵浦驱动电路12组成，泵浦驱动电路12采用与现有技术相同的温控电路和恒流电路。

本发明的实施例的波分复用器4采用980nm的泵浦光进入光纤激光器的谐振腔；其内含有的光学滤波片透射信号光如1064nm,对980nm的泵浦光具有反射作用；一端与多路光开关3相连接；信号光进入多路光开关3，通过多路光开关3进行光路的选择，所述的多路光开关3设有N条光路，N＝1,2,3,…；即是说N具有按照多点位自动切换SESAM锁模方法的光纤激光器的需要设有若干条光路的选择。

本发明的掺杂增益光纤5一端连接波分复用器4，增益光纤采用高掺杂浓度的增益光纤或者普通增益光纤；掺杂增益光纤5的另外一端与均匀光纤布拉格光栅或者光纤布拉格光栅6连接；所述掺杂增益光纤5与波分复用器4尾纤的长度相对应匹配设置，这样可以保证SESAM锁模光纤激光器可以稳定运行在锁模状态。

本发明的均匀或者啁啾的所述光纤布拉格光栅6可调节激光器谐振腔中的色散，获得超短脉冲信号；光纤布拉格光栅6的带宽宽度，决定参与锁模的光谱范围，可以有效地抑制其他波长噪声，提高整个激光器系统的稳定性；均匀或者啁啾的光纤布拉格光栅6的透射部分为输出脉冲信号。

本发明的多点位置切换模块单元15包括多路光开关3、SESAM锁模模块1，所述多路光开关3的一端与波分复用器4连接，另外多端尾纤则与多尾光纤聚焦模块2的多条尾纤连接，监测控制电路11的控制信号与多路光开关3的控制引脚相连接，控制信号可对多路光开关3的光路进行相应的控制选择，不同的控制信号选择不一样的工作光路，因此监测控制电路11可控制多路光开关3自动在不同光路中进行切换。

本发明的多尾光纤聚焦模块2包括有多尾纤部端16、准直部分17和聚焦部分18；多尾光纤聚焦模块2的多尾纤部端16与多路光开关3的相应端连接，多尾纤部端16设有N条，N＝1,2,3,…；多尾光纤聚焦模块将光信号聚焦在SESAM锁模模块1上，通过调整多尾光纤聚焦模块中的参数可控制SESAM锁模模块1上光斑的大小，获得优化的锁模脉冲激光信号，多路尾纤的插损与其光斑应基本保持一致。

本发明的SESAM片或叫SESAM锁模模块11提供非线性饱和吸收的功能，可对光纤激光器进行锁模；SESAM片需要大小适当，位置适中，保证N个不同位置的信号光斑都能落在SESAM片即SESAM锁模模块1上；SESAM片采用铝或者铜材料作为基座进行散热，并通过玻璃管与多尾纤聚焦器2封装成一个模块，提升系统的集成度与性能的稳定性。

本发明的监测控制与泵浦驱动电路14包括光电二极管探测电路9、放大电路10、监测控制电路11和泵浦驱动电路12。光电二极管探测电路9为一接收光电二极管，与光纤耦合器的小百分比端子连接，将接收的光信号转换为电信号并通过放大电路10对信号进行放大，不同的锁模状态监测控制电路11输出的电信号不一样。

本发明的监测控制电路11接收来自放大电路10的电信号，分析输入的电信号，判断当前位置点光路的光纤激光器是否处于锁模状态，锁模脉冲信号是否正常，正常则不发出控制信号给多路光开关3，如不正常则监测控制电路11则发出控制信号给多路光开关3，切换到下一路SESAM锁模模块1上不同位置点工作。

本发明的泵浦驱动电路12主要包括恒温电路与恒流电路，为980nm的半导体泵浦激光源即半导体泵激光器13提供驱动电流；监测分光纤耦合器7，其一般采用分光比相差较大的耦合器如99:1，98:2等，取输出小的尾纤端作为监测端；输出光纤隔离器8主要用来防止反射回的光信号干扰谐振腔内振荡信号，影响系统的稳定性。

需要说明的是：以上本发明所公开的技术方案，非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中，都应属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (10)

1.一种多点位置自动切换的SESAM锁模方法，采用多路尾纤的光纤聚焦器、多路光开关和监测控制电路构成多路的光路，其特征是由多路光开关的任一输出光纤与多尾光纤聚焦模块的任一光纤连接，任意选择其中一路光路工作，监测控制电路可监测锁模光纤激光器的SESAM锁模模块是否锁模，如果SESAM锁模模块工作点损伤不能锁模，则将自动切换到下一路光路，选择新的SESAM位置点工作。

2.根据权利要求1所述的一种多点位置自动切换的SESAM锁模方法，其特征是利用多路光开关接通与其相连接通的多尾光纤聚焦模块中的其中一路光路，由锁模光纤激光器产生的震荡光聚焦于SESAM锁模模块相应某点上，再反射回多尾光纤聚焦模块，然后经与其依次相连接的多路光开关、波分复用器、掺杂增益光纤和光纤布拉格光栅，循环振荡产生稳定的超短脉冲激光；当聚焦于SESAM锁模模块上的某点受到损伤不能锁模时，监测控制电路的相应探测装置探测到锁模失效信号后，给出状态信号传递到监测控制电路的相应探测装置，由监测控制电路的相应探测装置发出控制信号给监测控制电路，使多路光开关切换到另外一路光路，此时超短脉冲光纤激光器则利用SESAM锁模模块的另外一个点进行工作，并避开前述的损伤点；以此类推，实现多个点的替代工作，从而实现多点位置自动切换的SESAM锁模方法。

3.一种实现权利要求1所述的多点位自动切换SESAM锁模方法的光纤激光器，其特征是所述光纤激光器包括多点位置切换模块单元15、监测控制与泵浦驱动电路单元14、半导体泵浦激光器13、波分复用器4、掺杂增益光纤5、光纤布拉格光栅6、分光纤耦合器7、输出光纤隔离器8；所述多点位置切换模块单元15包括多路光开关3、多尾光纤聚焦模块2、SESAM锁模模块1，所述多路光开关3依次相应的连接于波分复用器4的一端，波分复用器4的另一端连接于掺杂增益光纤5一端，掺杂增益光纤5另一端连接光纤布拉格光栅6的一端上，光纤布拉格光栅6的另一端再连接于分光纤耦合器7的输入端上，分光纤耦合器7的输出端则分别连接于输出光纤隔离器8及监测控制与泵浦驱动电路单元14的电路相应位置上。

4.根据权利要求3所述的光纤激光器，其特征是所述监测控制与泵浦驱动电路单元14包括光电二极管探测电路9、放大电路10、监测控制电路11、泵浦驱动电路12；所述光电二极管探测电路9的一端连接于分光纤耦合器7与输出光纤隔离器8相连接的一端，光电二极管探测电路9另一端连接于放大电路10的一端，放大电路10另一端则连接于监测控制电路11，监测控制电路11连通于多点位置切换模块单元15的多路光开关3一尾端上，所述泵浦驱动电路12连接于半导体泵激光器13相应位置上；而监测控制与泵浦驱动电路单元14的泵浦驱动电路12的一端经半导体泵激光器13连接于波分复用器4与掺杂增益光纤5相应连接的一端上；所述泵浦驱动电路单元14的监测控制电路11则相应的连接于多点位置切换模块单元15的多路光开关3的相应位置上。

5.根据权利要求3所述的光纤激光器，其特征是所述波分复用器4一端与多路光开关3相连接，波分复用器4的另一端分别连接于半导体泵浦激光器13与泵浦驱动电路12相对应连接的另一端及掺杂增益光纤5的一端上；所述多路光开关3设有可选择的若干条光路，信号光由波分复用器4进入多路光开关3的相应光路。

6.根据权利要求3所述的光纤激光器，其特征是所述多尾光纤聚焦模块2包括多尾纤部端16、准直部分17和聚焦部分18，多尾光纤聚焦模块2的多尾纤部端16与多路光开关3的相应端连接。

7.根据权利要求3所述的光纤激光器，其特征是所述泵浦驱动电路12包括恒温电路与恒流电路，并为半导体泵浦激光源13提供驱动电流；所述分光纤耦合器7采用分光比相差较大的耦合器，控制分光纤耦合器7的分光比为99- 98：1- 2，并将输出小的小百分比端作为监测端。

8.根据权利要求4所述的光纤激光器，其特征是所述光电二极管探测电路9为一接收光电二极管，与分光纤耦合器7的小百分比端子相连接，将接收的光信号转换为电信号并通过放大电路10对信号进行放大。

9.根据权利要求4所述的光纤激光器，其特征是所述监测控制电路11为单片机控制电路。

10.根据权利要求5所述的光纤激光器，其特征是所述波分复用器4包含有光学滤波片透射信号光，采用980-1080 nm的泵浦光为进入光纤激光器的谐振腔光源。

Images