CN114552365B - 一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法 - Google Patents

一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114552365B
CN114552365B CN202210123372.8A CN202210123372A CN114552365B CN 114552365 B CN114552365 B CN 114552365B CN 202210123372 A CN202210123372 A CN 202210123372A CN 114552365 B CN114552365 B CN 114552365B
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
wavelength
acousto
tunable filter
programmable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210123372.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114552365A (zh
Inventor
乐文杰
陈滔
孔伟
陈新
何志平
舒嵘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Technical Physics of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Technical Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Technical Physics of CAS filed Critical Shanghai Institute of Technical Physics of CAS
Priority to CN202210123372.8A priority Critical patent/CN114552365B/zh
Publication of CN114552365A publication Critical patent/CN114552365A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114552365B publication Critical patent/CN114552365B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1123—Q-switching
    • H01S3/117—Q-switching using intracavity acousto-optic devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0078—Frequency filtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06716—Fibre compositions or doping with active elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1608—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1616—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth thulium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1618—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth ytterbium

Abstract

本发明公开了一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法。由可编程任意波形发生电路产生信号源，经射频功率放大器后作为声光可调谐滤波器的驱动信号。通过程序控制激励不同的驱动信号，改变滤波器透过特性，使激光器工作在连续或主动调Q模式。在连续激光工作模式，当调节可编程任意波形发生电路使驱动信号为单频正弦波时，激光器在整个掺杂光纤增益谱区实现单波长快速调谐输出；当驱动信号为多个频率正弦波合成时，激光器可实现多波长输出且每个波长位置与强度可调；在主动调Q模式，通过可编程任意波形发生电路控制驱动信号可获得调谐单/多波长脉冲输出，且脉冲周期可调。此外，每个脉冲光谱可通过程序控制，实现单/多波长切换输出。

Description

一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法
技术领域
本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法。
背景技术
光纤激光器以其辐射光谱范围广、电光转换效率高、散热性能好、稳定度高等特点已成功应用于工业加工、科学研究以及国防军事等多个领域。其中，影响光纤激光器应用范围和功能性的两个重要特征，即光谱与脉冲特性。利用波长可调谐激光可有效开展传感探测、光谱分析等研究应用，是近年来众多学者的研究热点。大多数光谱控制元件利用光的干涉或衍射特性，通过改变光路长度或衍射方向来实现波长调谐。其中，干涉型方式通过改变材料折射率和几何路径长度来实现波长调谐。然而，折射率的变化通常依赖于材料的应变或热响应，而几何路径长度的变化通常是通过移动或倾斜光学元件来获得的。缓慢的热响应和机械疲劳将不可避免地降低波长调谐速度和可靠性。类似地，传统的基于衍射的光学设备利用旋转台、微机电镜或移动狭缝仅耦合输出光谱的一部分，以实现光谱过滤和调谐。移动元件将不可避免地使系统容易受到振动的影响，并可能阻碍它们在恶劣环境中的实际应用。此外，为了产生脉冲激光，需要另一种时间调制机制或设备来实现周期性截止，从而实现调Q或/和锁模激光脉冲输出。这些都将不可避免地增加系统成本和复杂性。
与以上方法不同的是，利用声光可调滤波器(AOTF)同时作为滤波器件能实现灵活的波长调谐。AOTF允许在较宽的光谱范围内快速调谐，相对于其他波长调谐技术的优势包括响应速度更快，避免机械疲劳，以及摒弃了移动元件转而依靠可编程调控。基于该器件已成功在连续与锁模激光领域实现可靠的波长调谐输出，然而其脉冲特性如重复频率、脉冲宽度等依然受限于腔结构而无法在线调谐，极大的制约了激光器的应用。
发明内容
为了克服现有技术手段的不足，本发明提出一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法。基于声光可调滤波器同时作为滤波和主动调Q器件，搭建全保偏光纤激光器来实现灵活的波长与脉冲调制，同时降低激光系统的复杂程度和成本。本发明系统为全保偏、全光纤化环形腔结构，如图1所示，其包括半导体泵浦激光管1、波分复用器2、掺杂光纤3、隔离器4、耦合器5、可编程任意波形发生电路6、射频功率放大器7、声光可调谐滤波器8。半导体泵浦激光管1通过波分复用器2耦合到掺杂光纤3中，为激光器系统提供增益；掺杂光纤3两端分别与波分复用器2和隔离器4的入射端尾纤熔接，隔离器4的输出端口与声光可调谐滤波器8的尾纤熔接，声光可调谐滤波器8的驱动信号来源于可编程任意波形发生电路6，其产生的信号源经射频功率放大器7后由电缆注入到声光可调谐滤波器8的调制端口，声光可调谐滤波器8的另一端与耦合器5的尾纤熔接，使激光腔内的一部分能量由输出端口输出，另一部分能量则通过耦合器与波分复用器2的尾纤熔接返回到腔内；
所述可调谐激光器中，使用导体泵浦激光管1输出稳波长连续激光作为泵浦源，注入到掺杂光纤3提供增益，最终产生的连续或脉冲激光由声光可调谐滤波器8工作在连续或者主动调Q模式决定。
所述可调谐激光器中，波分复用器2将泵浦光耦合到增益光纤中，根据掺杂光纤3不同使用不同波段的波分复用器，掺杂元素为铒、镱、铥、铒镱共掺或铥钬共掺。
所述可调谐激光器中，掺杂光纤3可以根据惨杂浓度需求选取高掺杂或低掺杂类型，结构为单包层或双包层。
所述可调谐激光器中，声光可调谐滤波器8的输入、输出端口带有保偏的尾纤，根据不同波段的使用需求所用的尾纤为PM980、PM1550或PM1950。
所述可调谐激光器中，声光可调谐滤波器8的工作模式由可编程任意波形发生电路6产生的驱动信号源决定，而可编程任意波形发生电路6的输出信号可以通过程序进行快速调节。
所述可调谐激光器中，可编程任意波形发生电路6产生由正弦波合成的射频信号，经射频放大器7提升其功率水平并以此作为声光可调谐滤波8的驱动信号，该信号直接决定了滤波器的透过率特性，包括通道数，每个通道的中心波长及其透过率。通过改变驱动信号的这三个主要特征，激光器可以在以下五个模式工作：
1.单波长可调谐连续激光
当可编程任意波形发生电路6产生的驱动信号为单个频率的连续正弦波时，声光可调谐滤波器8工作在连续单通道模式。在此工作模式下，获得的连续激光光谱仅包含单个波长。通过改变正弦波的频率，可实现激光波长在掺杂光纤增益谱内的宽范围调谐输出；而调节正弦波的幅值可以改变滤波器的透过率，从而影响激光器的振荡阈值和输出功率。
2.多波长可调谐连续激光
针对特定的应用场景如波分复用通信与多光谱探测，需要激光器同时输出多个波长成分的光谱。本发明中，通过程序控制将可编程任意波形发生电路6产生的驱动信号由单个频率正弦波变成由多个正弦波合成的新的周期信号，声光可调谐滤波器8也由单通道模式切换到多通道模式。在该模式下，由于多个波长在声光可调谐滤波器8中的透过率较高且均有增益，因此可以同时起振，形成稳定的多波长连续激光输出。除了波长可调谐，通过改变每个正弦波频率成分的振幅，还可形成其相对强度的差异，由此可以补偿后续功率放大过程中的增益不平坦问题。
3.单波长可调谐脉冲激光
当可编程任意波形发生电路6产生的正弦波幅值是固定值时，系统输出连续光，而当利用方波对正弦波的振幅进行周期性调制时，声光可调谐滤波器8可以作为主动调Q器件使激光器切换到脉冲工作模式运行。同样的，在单个振幅调制周期内，当信号光为单个频率的正弦波时，滤波器工作在单通道模式，激光器输出单波长脉冲激光。该模式下的两个参数，即激光波长和输出功率，可以分别通过改变正弦波的频率和最大幅值来实现。激光脉冲的周期则可以通过改变振幅调制信号的重复频率实现，脉冲宽度主要由重复频率和增益决定。基于此，由程序编写控制还可得到由多个非周期脉冲组成的长周期序列，这对脉冲在时域编码的应用具有重要价值。
4.多波长可调谐脉冲激光
利用可编程任意波形发生电路6将单波长脉冲激光的单一频率正弦波驱动信号转换成由多个频率正弦波合成的周期信号，即可实现声光滤波器单通道向多通道工作模式的转换，由此获得多波长的脉冲激光输出。在该模式下，激光器运行的通道数、每个通道输出的波长与强度、以及脉冲周期调节可通过改变正弦波的频率、最大幅值和调制周期来实现。此外，激光器处于双波长脉冲模式时，会在增益区产生明显的四波混频效应，而级联的四波混频波长序列将为本系统获取梳状光谱激光提供可行性。
5.交替波长调谐脉冲激光
单波长与多波长脉冲激光运行模式下的每个脉冲光谱成分均相同，然而在差分探测应用中则需要使两个相邻脉冲的光谱分量有所差异，即实现光谱交替的脉冲激光输出。本发明提出利用可编程任意波形发生电路6以两个或者多个脉冲作为一组新的周期，周期内每个脉冲对应的驱动信号通过程序进行切换，从而实现光谱交替的脉冲输出。其中，每个脉冲的光谱可以是单波长或者多波长，其强度和时间间隔也可以进行灵活设定。
综上所述，本发明以声光可调谐滤波器同时作为滤波单元和主动调Q器件，实现了频谱域与时域可编程调谐的光纤激光系统。整个系统为全保偏、全光纤化结构设计，可长时间有效运行，稳定性好。系统工作原理为：通过任意波形发生电路的精细编程产生射频信号源，后经射频放大电路提升功率水平作为可调谐滤波器的驱动信号。驱动信号具有不同的频率成分、强度以及重复周期，以此调制可调谐滤波器的透射波长、强度和重复频率，从而获得具有不同峰值强度的单波长、多波长以及交替波长的连续或脉冲激光输出。
与现有技术手段相比，该发明的有益之处在于：
以单个声光可调谐滤波器作为激光器的滤波和调Q器件，实现了对激光波长、强度和脉冲特性的多功能调控，结构简单，集成度高。
通过编程控制声光可调谐滤波器的透过率特性，即可实现对输出激光光谱与时域特性的同时调控，无需材料响应和机械结构，操控简单，调谐速度快。
激光器可工作在连续或者主动调Q脉冲模式，其工作波长可包括掺镱、铒、铥、钬等主动光纤增益谱波段，输出光谱可以是调谐式单波长、双波长或波长切换模式。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
本发明公布的一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法，激光器结构采用全保偏环形腔设计，下面结合附图详细说明本发明的实施方式。
所采用的主要器件描述如下：
1.半导体泵浦激光管1：为Ⅱ-Ⅵ公司的半导体激光管，型号CM97-1000-76PM，其中心波长位于976nm，最大输出功率1000mW。
2.波分复用器2：为RUIK公司生产，型号PMFWDM-T1060R980-BB，其设计合束波长分别为980nm和1064nm，信号端与合束端的尾纤为PM980光纤。
3.掺杂光纤3：为nLingt公司的双包层掺镱光纤，型号为Yb1200-DC6/125μm，其模场直径为～7μm。
4.隔离器5：为RUIK公司生产，型号PMIS-1064-PSF，其隔离度35dB，尾纤为PM980光纤。
5.耦合器5：为RUIK公司生产，型号PMFC-1064-420F，其耦合比为20:80，尾纤为PM980光纤。
6.可编程任意波形发生电路6：由TI公司的数模转换器DAC5681和可编程逻辑门阵列Artix7实现,采样速率可达1G，也可用高速任意波形发生器代替。
7.射频功率放大电路7：模块工作频率范围10-670MHz，增益33dBm。
8.声光可调谐滤波器8：型号SGLF80-NI-2P，其工作电压12V，尾纤为PM980光纤。
本发明通过任意波形发生电路的精细编程产生射频信号源，后经射频放大电路提升功率水平作为声光可调谐滤波器的驱动信号。驱动信号具有不同的频率成分、强度以及重复周期，以此调制声光可调谐滤波器的透射波长、强度和重复频率，从而获得具有不同强度的单波长、多波长以及交替波长的连续或脉冲激光输出。具体可实现以下五种工作模式：
1.单波长可调谐连续激光
当可编程任意波形发生电路6产生的驱动信号为单个频率的连续正弦波时，声光可调谐滤波器8工作在连续单通道模式。在此工作模式下，获得的连续激光光谱仅包含单个波长。通过改变正弦波的频率，可实现激光波长在掺镱光纤增益谱内的超80nm范围调谐输出；而调节正弦波的幅值可以改变滤波器的透过率，从而影响激光器的振荡阈值和输出功率。
2.多波长可调谐连续激光
针对特定的应用场景如波分复用通信与多光谱探测，需要激光器同时输出多个波长成分的光谱。本发明中，通过程序控制可将驱动信号由单个频率正弦波变成由多个正弦波合成的新的周期信号，声光可调谐滤波器8也由单通道模式切换到多通道模式。在该模式下，由于多个波长在声光可调谐滤波器8中的透过率较高且均有增益，因此可以同时起振，形成稳定的多波长连续激光输出，波长可分辨的最近距离约为1.5nm。除了波长可调谐，通过改变每个正弦波频率成分的振幅，还可形成小于5dB分辨的相对强度差异，由此可以补偿后续功率放大过程中的增益不平坦问题。
3.单波长可调谐脉冲激光
当可编程任意波形发生电路6产生的正弦波幅值是固定值时，系统输出连续光，而当利用方波对正弦波的振幅进行周期性调制时，声光可调谐滤波器8可以作为主动调Q器件使激光器切换到脉冲工作模式运行。同样的，在单个振幅调制周期内，当信号光为单个频率的正弦波时，滤波器工作在单通道模式，激光器输出单波长脉冲激光。该模式下的两个参数，即激光波长和输出功率，可以分别通过改变正弦波的频率和最大幅值来实现。激光脉冲的周期则可以通过改变振幅调制信号的重复频率实现，其调节范围超过10-130kHz。基于此，由程序编写控制还可得到由多个非周期脉冲组成的长周期序列，这对脉冲在时域编码的应用具有重要价值。
4.多波长可调谐脉冲激光
将单波长脉冲激光的单一频率正弦波驱动信号转换成由多个频率正弦波合成的周期信号，即可实现声光滤波器8单通道向多通道工作模式的转换，由此获得多波长的脉冲激光输出。在该模式下，激光器运行的通道数、每个通道输出的波长与强度、以及脉冲周期调节可通过改变正弦波的频率、最大幅值和调制周期来实现。此外，激光器处于双波长脉冲模式时，会在增益区产生明显的四波混频效应，而级联的四波混频波长序列将为本系统获取梳状光谱激光提供可行性。
5.交替波长调谐脉冲激光
单波长与多波长脉冲激光运行模式下的每个脉冲光谱成分均相同，然而在差分探测应用中则需要使两个相邻脉冲的光谱分量有所差异，即实现光谱交替的脉冲激光输出。本发明提出以两个或者多个脉冲作为一组新的周期，周期内每个脉冲对应的驱动信号通过程序进行切换，从而实现光谱交替的脉冲输出。其中，每个脉冲的光谱可以是单波长或者多波长，其重复频率可在10-120kHz内调节，其强度和时间间隔也可以进行灵活设定。
综上所述，该系统可以同时对输出激光的光谱和时域特征进行调节，产生单/多波长可调的连续或脉冲激光。上述实施方式都是基于本发明整体构思下的不同工作模式，每种工作模式可针对不同的需求场景展开具体应用。

Claims (4)

1.一种光谱域与时域可编程调谐激光器的调谐方法，其特征在于：
所述的光谱域与时域可编程调谐激光器包括半导体泵浦激光管(1)、波分复用器(2)、掺杂光纤(3)、隔离器(4)、耦合器(5)、可编程任意波形发生电路(6)、射频功率放大器(7)、声光可调谐滤波器(8)；
所述的半导体泵浦激光管(1)发出的激光经波分复用器(2)耦合至掺杂光纤(3)中，掺杂光纤(3)两端分别与波分复用器(2)合束端和隔离器(4)的入射端尾纤熔接，隔离器(4)的输出端口与声光可调谐滤波器(8)的尾纤熔接，声光可调谐滤波器(8)的驱动信号来源于可编程任意波形发生电路(6)，其产生的信号源经射频功率放大器(7)提升功率后由SMA接口注入到声光可调谐滤波器(8)的调制端，声光可调谐滤波器(8)的另一端与耦合器(5)的尾纤熔接，使激光腔内的一部分能量由输出端口输出，另一部分能量则通过耦合器与波分复用器(2)的尾纤熔接返回到腔内，激光器系统中的光纤均为保偏结构；
激光器可以在以下五个模式工作：
1)调谐方法一：单波长连续激光；利用可编程任意波形发生电路(6)产生单个频率的连续正弦波作为声光可调谐滤波器(8)的驱动信号源，使声光可调谐滤波器(8)工作在连续单通道模式；在此工作模式下，获得的连续激光光谱仅包含单个波长；通过改变正弦波的频率，可实现激光波长在主动光纤增益谱内的宽范围调谐输出；而调节正弦波的幅值可以改变可调谐滤波器的透过率，从而影响激光器的振荡阈值和输出功率；
2)调谐方法二：多波长连续激光；利用可编程任意波形发生电路(6)产生多个正弦波合成的新周期信号作为声光可调谐滤波器(8)的驱动信号源，声光可调谐滤波器(8)切换到多通道模式；在该模式下，多个波长激光同时起振，形成稳定的多波长连续光输出；除了波长可调，通过改变每个正弦波频率成分的幅值，可实现其相对强度的差异化输出；
3)调谐方法三：单波长脉冲激光；利用可编程任意波形发生电路(6)产生周期性关断的单频正弦波并以此作为驱动信号源时，声光可调谐滤波器(8)可以作为主动调Q器件使激光器切换到脉冲工作模式运行；当被调制的驱动信号为单个频率的正弦波时，声光可调谐滤波器(8)工作在单通道模式，激光器输出单波长脉冲激光；激光波长和输出功率，分别通过可编程任意波形发生电路(6)改变正弦波的频率和最大幅值来实现；激光脉冲的周期则可以通过改变信号关断的周期来实现；
4)调谐方法四：多波长脉冲激光；利用可编程任意波形发生电路(6)将单一频率正弦波调制信号切换成由多个频率正弦波合成的周期信号，即可实现声光可调谐滤波器(8)由单通道向多通道工作模式转换，获得多波长的脉冲激光输出；在该模式下，激光器运行的通道数、每个通道输出的波长与强度、以及脉冲周期调节可通过改变正弦波的频率、最大幅值和调制周期来实现；激光器处于该模式时，会在增益区产生明显的四波混频效应；
5)调谐方法五：交替波长脉冲激光；利用可编程任意波形发生电路(6)以两个或者多个脉冲作为一组新的周期产生交替的正弦波合成驱动信号时，可使声光可调谐滤波器(8)工作在交替波长工作模式，实现光谱交替的脉冲激光输出；其中，每个脉冲的光谱为单波长或者多波长，其强度和时间间隔通过可编程任意波形发生电路(6)进行灵活设定。
2.根据权利要求1所述的一种光谱域与时域可编程调谐激光器的调谐方法，其特征在于，所述的掺杂光纤(3)为单包层或双包层光纤，根据工作波段选用掺杂元素为铒、镱、铥、铒镱共掺或铥钬共掺的光纤。
3.根据权利要求1所述的一种光谱域与时域可编程调谐激光器的调谐方法，其特征在于，所述的隔离器(4)为快轴截止、慢轴工作的宽带单向隔离器，其在整个增益谱内的隔离度均超过15dB。
4.根据权利要求1所述的一种光谱域与时域可编程调谐激光器的调谐方法，其特征在于，所述的声光可调谐滤波器(8)的输入、输出端口带有保偏尾纤，所用的尾纤为PM980、PM1550或PM1950。
CN202210123372.8A 2022-02-10 2022-02-10 一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法 Active CN114552365B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210123372.8A CN114552365B (zh) 2022-02-10 2022-02-10 一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210123372.8A CN114552365B (zh) 2022-02-10 2022-02-10 一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114552365A CN114552365A (zh) 2022-05-27
CN114552365B true CN114552365B (zh) 2023-09-12

Family

ID=81673364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210123372.8A Active CN114552365B (zh) 2022-02-10 2022-02-10 一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114552365B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0880832A1 (en) * 1996-02-16 1998-12-02 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Optical pulse source
CN105762649A (zh) * 2016-05-11 2016-07-13 中国科学院上海技术物理研究所 一种平坦光谱输出的中红外超连续谱激光器
CN107302183A (zh) * 2017-06-26 2017-10-27 天津理工大学 一种连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器
WO2019030601A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 Fyla Laser, S. L. FIBER LASER SYSTEM BASED ON SOLITONIC PASSIVE MODE LATCH

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0880832A1 (en) * 1996-02-16 1998-12-02 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Optical pulse source
CN1211360A (zh) * 1996-02-16 1999-03-17 英国电讯有限公司 光学脉冲源
CN105762649A (zh) * 2016-05-11 2016-07-13 中国科学院上海技术物理研究所 一种平坦光谱输出的中红外超连续谱激光器
CN107302183A (zh) * 2017-06-26 2017-10-27 天津理工大学 一种连续光注入半导体光放大器的脉冲激光器
WO2019030601A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 Fyla Laser, S. L. FIBER LASER SYSTEM BASED ON SOLITONIC PASSIVE MODE LATCH

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Flexible wavelength generation from a Yb-doped fiber laser incorporating multifunctional acousto-optic tunable filter;Wenjie Yue 等;《Optics Letters》;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114552365A (zh) 2022-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8290003B2 (en) Pulse light source
CN103124044B (zh) 频率间隔可调的多波长反斯托克斯四波混频光纤激光器
CN102608825B (zh) 一种实现多频光梳的方法和系统
CN108767637A (zh) 基于色散波的THz高重复频率高功率飞秒光纤激光器
CN108551075B (zh) 一种全光纤横模可切换的高阶模布里渊激光器
Shirakawa et al. Fiber laser coherent array for power scaling, bandwidth narrowing, and coherent beam direction control
CN115360569A (zh) 基于倾斜平行刻写光纤光栅阵列的多波长随机光纤激光器
CN106961066B (zh) 一种基于重叠光纤光栅的半开腔多波长随机光纤激光器
CN114552365B (zh) 一种光谱域与时域可编程调谐激光器及调谐方法
CN108879302B (zh) 一种基于光参量振荡的光频率梳产生器
CN114336227B (zh) 一种基于低畸变耗散克尔孤子的微波信号产生装置
CN113572003B (zh) 一种基于双Sagnac环的通道间隔可调谐多波长光纤激光器
CN110676683B (zh) 一种声光机电联动的多波长可调谐同步光源
CN113131321B (zh) 低阈值自启动全保偏飞秒光纤激光器
US7929582B2 (en) Systems and methods for generating a tunable laser beam
CN208226293U (zh) 一种多波长宽带可调谐微波信号发生器
CN111711057B (zh) 一种同步光谱可重叠的多波长脉冲激光器
CN208849224U (zh) 基于色散波的THz高重复频率高功率飞秒光纤激光器
CN219419843U (zh) 光纤激光器
CN114188809B (zh) 一种大能量全光纤时空锁模激光器及其控制方法、应用
CN215377947U (zh) 一种可调谐单频光纤激光器
CN212435026U (zh) 一种多波长光纤激光器
CN111478164B (zh) 基于双向环形腔的自扫频光纤激光器
CN107706732B (zh) 基于群速度匹配光子晶体光纤的主动锁模光纤激光器
Tiess et al. Dual-Wavelength fiber laser based on a theta ring cavity and an FBG array with tailored tuning range for THz generation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant