CN115799967B - 一种高稳定输出模式可调飞秒激光系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光器件技术领域，并具体公开了一种高稳定输出模式可调飞秒激光系统及方法。所述系统包括：用于输出功率可调激光的泵浦源；信号光路和检测光路，所述泵浦源发射光源经耦合分束器分为信号光和检测光，检测光经过检测光路转化为电信号并进行时域和频域分析；以及偏振控制光路，其包括电控偏振控制器、偏振相关隔离器和偏振控制器控制盒，偏振控制器控制盒根据时域和频域分析结果控制所述电控偏振控制器对所述信号光进行偏振调节，实现线宽可切换连续激光、脉宽可切换脉冲激光以及长脉冲和脉冲组激光不同模式的任意切换，且维持对应模式的长期稳定运行。本发明在实现激光器输出模式任意切换的同时，维持所需特定工作状态的长期稳定运行。

Description

一种高稳定输出模式可调飞秒激光系统及方法

技术领域

本发明属于激光器件技术领域，更具体地，涉及一种高稳定输出模式可调飞秒激光系统及方法。

背景技术

激光加工作为一种新型精密制造技术，利用高能光子束与物质相互作用，实现对金属及非金属，尤其是高硬度、高脆性、高熔点材料的切割、焊接、表面处理、打孔及精密微加工等。由于具有产品质量高、自动化、低污染、高效率、易于规模化生产等显著优势，激光加工已被广泛应用于科学研究、生物医疗、工业加工、国防安全等众多重要领域。

其中，激光光源作为核心部件，直接决定了激光加工系统的性能指标及加工效果。根据激光器增益介质类别，激光光源可分为固体激光源、气体激光源、半导体激光源、光纤激光源等；而根据激光器时域输出特性，激光光源又可分为连续激光源和脉冲激光源等。其中，基于波导结构的连续光纤激光源和脉冲光纤激光源，具有平均/峰值功率高、光束质量好、能量转换效率高、散热特性好、结构紧凑、可靠性高等特点，是现阶段激光加工领域最具有应用潜力的激光光源之一。

连续激光具有平均功率高、加工速度快、加工区高深宽比、适合1mm以上材料加工；脉冲激光则具有峰值功率高、加工质量好、热影响范围小、工件变形小、主要用于1mm厚度以内材料加工。但是，随着加工工艺、加工材料的多样化发展（例如增材/减材制造、复合材料制造等技术），对激光器输出性能提出了更严苛的需求，例如多工艺复合加工、不同组份材料混合加工等，往往需要激光器同时具有连续激光、脉冲激光、脉冲组激光、连续脉冲复合激光等多种输出模式任意切换的能力，同时还需要激光源保持良好的环境及时间稳定性，从而实现最佳的加工效果。

但单台激光器一般只能在一种输出模式（连续或脉冲）内进行输出状态调节，难以满足对激光器输出模式任意切换的能力需求。例如对于连续输出模式，中国专利CN114883899A、CN110867718B可实现激光器输出线宽的调节，专利CN115051231A可实现激光器输出波长的调节；对于脉冲输出模式，专利CN215681231U、CN115149380A可实现激光器输出脉冲宽度、重频的调节。

对此，中国专利CN217281617U提出利用光调制技术（电光、声光调制等）可以初步实现激光器连续激光、长脉冲激光、脉冲组激光的任意切换，并维持较长时间的稳定输出。但是利用光调制技术，激光器一般只能实现毫秒、微秒量级脉冲输出，加工过程中热传递效应难以忽视，会导致加工边缘粗糙，材料熔融喷溅等现象，严重影响激光加工精度。而中国专利CN217281617U则提出将连续光纤激光模块组与脉冲光纤激光模块组输出端共同连接至合束器模块，从而实现激光器系统连续激光、脉冲激光、连续脉冲复合激光任意状态切换。但简单的多模块组合，会使得系统复杂程度增加，往往造成系统成本高，稳定性差。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高稳定输出模式可调飞秒激光系统及方法，采用环形腔结构的激光器系统，利用非线性偏振旋转效应（NPE）及电控偏振控制器（EPC）,可以实现线宽可切换（数十皮米、数百皮米）连续激光、脉宽可切换（飞秒、皮秒、纳秒、长脉宽、脉冲组）脉冲激光及连续脉冲复合激光的任意状态输出；同时，采用光电探头对激光器输出时域、频域特性进行实时采样监测，并基于软件编程计算机学习技术对检测结果进行分析，实时控制电控偏振控制器，在实现激光器输出模式任意切换的同时，维持所需特定工作状态的长期稳定运行。可有效解决多工艺复合加工、不同组份材料混合加工过程中，对激光源具备连续激光、脉冲激光、脉冲组激光、连续脉冲复合激光等输出模式任意实时切换的需求。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种高稳定输出模式可调飞秒激光系统，包括：

用于输出功率可调激光的泵浦源；

信号光路和检测光路，所述泵浦源发射光源经耦合分束器分为信号光和检测光，所述检测光经过检测光路转化为电信号并进行时域和频域分析；

以及偏振控制光路，其包括电控偏振控制器、偏振相关隔离器和偏振控制器控制盒，所述偏振控制器控制盒根据时域和频域分析结果控制所述电控偏振控制器对所述信号光进行偏振调节，实现线宽可切换连续激光、脉宽可切换脉冲激光以及长脉冲和脉冲组激光不同模式的任意切换，且维持对应模式的长期稳定运行。

作为进一步优选的，还包括波分复用器，该波分复用器的输入端与所述泵浦源和电控偏振控制器的输出端连接。

作为进一步优选的，还包括色散补偿元件，该色散补偿元件通过增益光纤与所述波分复用器的输出端连接。

作为进一步优选的，所述检测光路包括用于对所述检测光进行时域和频域分析的高带宽光电探头和对所述检测光进行光谱分析的快速光谱分析仪。

作为进一步优选的，所述耦合分束器包括第一耦合分束器和第二耦合分束器，所述系统还包括腔外声光调制器和光纤输出接口，所述光纤输出接口的输入端与色散补偿元件连接，所述光纤输出接口的输出端分别与腔外声光调制器和偏振相关隔离器连接，所述第二耦合分束器的输入端与腔外声光调制器连接，所述第二耦合分束器的输出端分别与光纤输出接口和检测光路连接。

作为进一步优选的，所述检测光路还包括上位机，所述上位机与所述高带宽光电探头、快速光谱分析仪、偏振控制器控制盒以及泵浦源连接，用于对激光器输出时域、频域特性进行实时采样监测，根据所述监测结果控制电控偏振控制器对信号光进行偏振调节，在整个Poincare 球上分析激光器输出特性，并将结果写入本地数据库，基于线宽可切换连续激光、脉宽可切换脉冲激光或长脉冲和脉冲组激光工作模式，在所述本地数据库中获得激光器输出特性的最佳匹配结果，并根据最佳匹配结果控制所述偏振控制器控制盒对所述电控偏振控制器进行调节，从而实现对所述信号光进行偏振调节。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种高稳定输出模式可调飞秒激光方法，包括以下步骤：

S100对激光器输出时域、频域特性进行实时采样监测；

S200根据所述监测结果控制电控偏振控制器对信号光进行偏振调节，在整个Poincare 球上分析激光器输出特性，并将结果写入本地数据库；

S300基于线宽可切换连续激光、脉宽可切换脉冲激光或长脉冲和脉冲组激光工作模式，在所述本地数据库中获得激光器输出特性的最佳匹配结果，对匹配区域进行出光自检，评估并确认激光器输出状态，保证激光器输出模式与目标模式相匹配，并实时维持激光器输出状态。

作为进一步优选的，步骤S300中，所述线宽可切换连续激光工作模式的调节方法包括：利用电控偏振控制器与偏振相关隔离器的偏振选模作用，实现激光器起振模式的选择，从而实现数十/数百皮米量级线宽及波长切换功能。

作为进一步优选的，步骤S300中，所述脉宽可切换脉冲激光工作模式的调节方法包括：基于激光器腔内偏振相关隔离器及电控偏振控制器，利用非线性偏振旋转效应实现激光器锁模，从而输出脉宽最小飞秒量级脉冲激光，同时，通过控制电控偏振控制器及泵浦源，以对激光器锁模状态进行控制，从而实现飞秒至纳秒量级脉宽的切换功能。

作为进一步优选的，步骤S300中，所述长脉冲及脉冲组激光工作模式的调节方法包括：长脉冲激光工作模式利用腔外声光调制器，对连续激光进行调制实现，脉冲组激光工作模式利用腔外声光调制器，对脉冲激光进行调制实现。

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，主要具备以下的技术优点：

1．本发明采用环形腔结构，利用非线性偏振旋转效应（NPE）及电控偏振控制器（EPC）,可以实现线宽可切换（数十皮米、数百皮米）连续激光、脉宽可切换（飞秒、皮秒、纳秒、长脉宽、脉冲组）脉冲激光及连续脉冲复合激光的任意状态输出；同时，采用光电探头对激光器输出时域、频域特性进行实时采样监测，并基于软件编程计算机学习技术对检测结果进行分析，实时控制电控偏振控制器，在实现激光器输出模式任意切换的同时，维持所需特定工作状态的长期稳定运行。

2．本发明通过控制电控偏振控制器（EPC）并利用非线性偏振旋转效应（NPE）实现线宽可切换连续激光、脉宽可切换脉冲激光及连续脉冲复合激光的任意状态输出；通过改变激光器腔内激光偏振态，在整个Poincare 球上分析激光器输出特性，将结果存入本地数据库并自动更新，从而实现激光器输出模式的快速匹配和任意切换功能；利用高带宽光电探头（PD）、快速光谱分析仪（OSA）对激光器输出状态实时监控分析，并利用外部电控反馈机制可维持所需特定工作状态的长期高稳定性运行。

附图说明

图1是本发明实施例涉及的一种高稳定输出模式可切换飞秒激光系统的结构示意图；

图2是本发明一种高稳定输出模式可切换飞秒激光系统的控制结构示意图；

图3是本发明一种高稳定输出模式可切换飞秒激光输出方法的流程示意图。

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。

如图1所示，本发明提供一种高稳定输出模式可切换飞秒激光系统，包括：用于输出功率可调激光的泵浦源1；信号光路和检测光路，所述泵浦源1发射光源经耦合分束器5分为信号光和检测光，所述检测光经过检测光路转化为电信号并进行时域和频域分析；以及偏振控制光路，其包括电控偏振控制器7、偏振相关隔离器6和偏振控制器控制盒12，所述偏振控制器控制盒12根据时域和频域分析结果控制所述电控偏振控制器7对所述信号光进行偏振调节，实现线宽可切换连续激光、脉宽可切换脉冲激光以及长脉冲和脉冲组激光不同模式的任意切换，且维持对应模式的长期稳定运行。

基于上述实施例，系统还包括波分复用器2，该波分复用器2的输入端与所述泵浦源1和电控偏振控制器7的输出端连接。

基于上述实施例，系统还包括色散补偿元件4，该色散补偿元件4通过增益光纤3与所述波分复用器2的输出端连接。

基于上述实施例，所述检测光路包括用于对所述检测光进行时域和频域分析的高带宽光电探头9和对所述检测光进行光谱分析的快速光谱分析仪10。

基于上述实施例，所述耦合分束器5包括第一耦合分束器和第二耦合分束器，所述系统还包括腔外声光调制器13和光纤输出接口8，所述光纤输出接口8的输入端与色散补偿元件4连接，所述光纤输出接口8的输出端分别与腔外声光调制器13和偏振相关隔离器6连接，所述第二耦合分束器的输入端与腔外声光调制器13连接，所述第二耦合分束器的输出端分别与光纤输出接口8和检测光路连接。

基于上述实施例，所述检测光路还包括上位机11，所述上位机与所述高带宽光电探头9、快速光谱分析仪10、偏振控制器控制盒12以及泵浦源1连接，用于对激光器输出时域、频域特性进行实时采样监测，根据所述监测结果控制电控偏振控制器7对信号光进行偏振调节，在整个Poincare 球上分析激光器输出特性，并将结果写入本地数据库，基于线宽可切换连续激光、脉宽可切换脉冲激光或长脉冲和脉冲组激光工作模式，在所述本地数据库中获得激光器输出特性的最佳匹配结果，并根据最佳匹配结果控制所述偏振控制器控制盒12对所述电控偏振控制器7进行调节，从而实现对所述信号光进行偏振调节。

本发明中，首先采用高带宽光电探头9、快速光谱分析仪10对激光器输出时域、频域特性进行实时采样监测，并将采样监测结果输入至上位机11，上位机11控制偏振控制器控制盒12，以调节电控偏振控制器7，从而实现对信号光的偏振调节，在整个Poincare 球上分析激光器输出特性，并将结果写入本地数据库。该激光器输出特性将作为后期目标工作模式输出过程中信号光偏振调节、自检以及匹配的依据。具体的，本系统中，泵浦源1发射光源经耦合分束器5分为信号光和检测光。一般的，耦合分束器5设置有两个，第一耦合分束器与色散补偿元件4的输出端连接，将激光分为两路，一路激光输出至后面连接的第二耦合分束器，另一路激光输入至电控偏振控制器7以进行内循环。第二耦合分束器再将激光分为两路，一路作为信号光输出，另一路作为检测光输入至高带宽光电探头9和快速光谱分析仪10。本发明中，首先设定目标工作模式，然后根据目标工作模式去本地数据库中激光的偏振，以匹配电控偏振控制器7的偏振调节量，同时调整泵浦光的输出功率，使得激光器输出的信号光与目标工作模式相匹配。相应的，当激光器处于某种工作模式时，上位机还根据高带宽光电探头9和快速光谱分析仪10的采样结果分析输出的信号光与工作模式是否匹配，如果不匹配，则实时对电控偏振控制器7进行调节，从而实现对所述信号光进行偏振调节。相应的，上位机11实时控制电控偏振控制器（EPC），在实现激光器输出模式任意切换的同时，维持特定所需工作状态的长期稳定运行。

如图3所示，按照本发明的另一个方面，还提供了上述任意实施例系统的高稳定输出模式可调飞秒激光输出方法，包括以下步骤：

S100对激光器输出时域、频域特性进行实时采样监测。

S200根据所述监测结果控制电控偏振控制器7对信号光进行偏振调节，在整个Poincare 球上分析激光器输出特性，并将结果写入本地数据库。该步骤中，激光器输出特性将作为后期目标工作模式调节、自检以及匹配的依据。以此方式，可根据不同的激光器特性进行调节，进而满足不同激光器特性要求，使得目标工作模式调节更快更精准。

S300基于线宽可切换连续激光、脉宽可切换脉冲激光或长脉冲和脉冲组激光工作模式，在所述本地数据库中获得激光器输出特性的最佳匹配结果，对匹配区域进行出光自检，评估并确认激光器输出状态，保证激光器输出模式与目标模式相匹配，并实时维持激光器输出状态。其中，所述线宽可切换连续激光工作模式的调节方法包括：利用电控偏振控制器7与偏振相关隔离器6的偏振选模作用，实现激光器起振模式的选择，从而实现数十/数百皮米量级线宽及波长切换功能。其中，所述线宽可切换连续激光工作模式的调节方法包括：利用电控偏振控制器7与偏振相关隔离器6的偏振选模作用，实现激光器起振模式的选择，从而实现数十/数百皮米量级线宽及波长切换功能。所述脉宽可切换脉冲激光工作模式的调节方法包括：基于激光器腔内偏振相关隔离器6及电控偏振控制器7，利用非线性偏振旋转效应实现激光器锁模，从而输出脉宽最小飞秒量级脉冲激光，同时，通过控制电控偏振控制器7及泵浦源1，以对激光器锁模状态进行控制，从而实现飞秒至纳秒量级脉宽的切换功能。所述长脉冲及脉冲组激光工作模式的调节方法包括：长脉冲激光工作模式利用腔外声光调制器13，对连续激光进行调制实现，脉冲组激光工作模式利用腔外声光调制器13，对脉冲激光进行调制实现。

实施例1

本实施例提供的一种高稳定输出模式可切换飞秒激光系统，激光器系统采用环形腔结构，利用非线性偏振旋转效应（NPE）及电控偏振控制器（EPC）,可以实现线宽可切换（数十皮米、数百皮米）连续激光、脉宽可切换（飞秒、皮秒、纳秒、长脉宽、脉冲组）脉冲激光及连续脉冲复合激光的任意状态输出，其结构如图1所示，由泵浦源1、波分复用器2、增益光纤3、色散补偿元件4、耦合分束器5、偏振相关隔离器6、电控偏振控制器7、光纤输出接口8组成。

同时，采用高带宽光电探头9、快速光谱分析仪10、上位机11、偏振控制器控制盒12，对激光器输出时域、频域特性进行实时采样监测，并基于软件编程计算机学习技术对检测结果进行分析，实时控制电控偏振控制器（EPC），在实现激光器输出模式任意切换的同时，维持特定所需工作状态的长期稳定运行。

最后，软件控制部分如图2所示，可分为两个功能部分，其中图2中的（a）所示的部分用于全域激光器工作状态分析，包括仪器初始化14、全偏振态扫描15、输出状态采集分析16、分析结果17并存入本地数据库19、结束18，即通过控制电控偏振控制器（EPC）改变激光器腔内激光偏振态，在整个Poincare 球上分析激光器输出特性，并将结果写入本地数据库；图2中的（b）所示的部分用于搜索并实时维持激光器输出状态，包括仪器初始化20、数据读取单元21读取本地数据库19、目标工作模式搜索22、激光器出光检测23、状态评估24、设置电控偏振控制器7为最佳匹配状态25、实时出光状态检测26、状态匹配维持电控偏振状态27、状态失配28，重新对电控偏振控制器7进行扫描，即基于目标工作模式在数据库中获得最佳匹配结果，然后对匹配区域进行出光自检，评估并确认激光器输出状态，保证激光器输出模式与目标模式相匹配，然后实时维持激光器输出状态。

实施例2

本实施例在实施例1系统的基础上，将高稳定输出模式可切换飞秒激光系统分为激光器模块和监测控制模块。其中，激光器模块结构示意如图1所示，其整体采用环形腔结构；使用锁波长半导体激光二极管（LD）作为泵浦源，中心波长 976nm，最大输出功率750mW；激光增益介质采用稀土掺杂光纤（掺Yb、Er），总吸收系数控制在约20dB；输出光耦合器（OC）分光比为10:90，其中10%端口作为激光输出端，90%端口作为激光反馈端；偏振相关隔离器（PD-ISO）用于使激光在腔内单向循环，同时实现偏振模滤波；电控偏振控制器（EPC）利用电致（或应力）双折射效应，对腔内激光偏振态进行快速控制；腔外声光调制器（AOM），用于实现输出激光的强度调制。

基于上述结构，通过调节腔内电控偏振控制器（EPC）及外部声光调制器（AOM），激光器可以实现线宽可切换（数十/数百皮米）连续激光、脉宽可切换（飞秒/皮秒/纳秒）脉冲激光、长脉冲及脉冲组激光的任意输出模式，其工作原理为：

（1）线宽可切换连续激光工作模式，由于激光器采用环形腔结构，能有效消除驻波烧孔效应，并利用模式竞争，激光器模块可以产生皮米量级窄线宽激光输出。同时利用电控偏振控制器与偏振相关隔离器的偏振选模作用，即可实现激光器起振模式的选择，从而实现数十/数百皮米量级线宽及波长切换功能。

（2）脉宽可切换脉冲激光工作模式，则是基于激光器腔内偏振相关隔离器及电控偏振控制器（EPC），利用非线性偏振旋转（NPR）效应实现激光器锁模，从而输出脉宽最小飞秒量级脉冲激光。同时通过上位机控制电控偏振控制器（EPC）及泵浦源，可以对激光器锁模状态进行控制，从而实现飞秒至纳秒量级脉宽的切换功能。

（3）长脉冲及脉冲组激光工作模式，长脉冲激光工作模式利用腔外声光调制器（AOM），对连续激光进行调制实现；脉冲组激光工作模式则是利用腔外声光调制器（AOM），对脉冲激光进行调制实现。

激光器监测控制模块，包括硬件监测及软件控制两个部分。其中硬件监测部分如图1所示，其包括高带宽光电探头（PD）、快速光谱分析仪（OSA）、上位机、电控偏振控制器控制盒（PCI）。其工作原理为，激光器输出光信号通过电探头（PD）和光谱分析仪（OSA）转换为电信号，并由数模信号采集卡（A/D）转换为数字信号，然后传送到上位机进行时频分析，基于分析结果实时反馈到电控偏振控制器控制盒（PCI），控制位于激光器腔内的电控偏振控制器（EPC），实现对激光器的实时控制。

软件控制部分如图2所示，可分为两个功能部分，其中图2中的（a）所示的部分用于全域激光器工作状态分析，即通过控制电控偏振控制器（EPC）改变激光器腔内激光偏振态，在整个Poincare 球上（庞加莱球）分析激光器输出特性，并将结果写入本地数据库；图2中的（b）所示的部分用于搜索并实时维持激光器输出状态，即基于目标工作模式在数据库中获得最佳匹配结果，然后对匹配区域进行出光自检，评估并确认激光器输出状态，保证激光器输出模式与目标模式相匹配，然后实时维持激光器输出状态。

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)

1.一种高稳定输出模式可调飞秒激光系统，其特征在于，包括：

用于输出功率可调激光的泵浦源（1）；

信号光路和检测光路，所述泵浦源（1）发射光源经耦合分束器（5）分为信号光和检测光，所述检测光经过检测光路转化为电信号并进行时域和频域分析；

以及偏振控制光路，其包括电控偏振控制器（7）、偏振相关隔离器（6）和偏振控制器控制盒（12），所述偏振控制器控制盒（12）根据时域和频域分析结果控制所述电控偏振控制器（7）对所述信号光进行偏振调节，实现线宽可切换连续激光、脉宽可切换脉冲激光以及长脉冲和脉冲组激光不同模式的任意切换，且维持对应模式的长期稳定运行；

所述检测光路包括用于对所述检测光进行时域和频域分析的高带宽光电探头（9）和对所述检测光进行光谱分析的快速光谱分析仪（10）；

所述检测光路还包括上位机（11），所述上位机与所述高带宽光电探头（9）、快速光谱分析仪（10）、偏振控制器控制盒（12）以及泵浦源（1）连接，用于对激光器输出时域、频域特性进行实时采样监测，根据监测结果控制电控偏振控制器（7）对信号光进行偏振调节，在整个Poincare 球上分析激光器输出特性，并将结果写入本地数据库，基于线宽可切换连续激光、脉宽可切换脉冲激光或长脉冲和脉冲组激光工作模式，在所述本地数据库中获得激光器输出特性的最佳匹配结果，并根据最佳匹配结果控制所述偏振控制器控制盒（12）对所述电控偏振控制器（7）进行调节，从而实现对所述信号光进行偏振调节。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定输出模式可调飞秒激光系统，其特征在于，还包括波分复用器（2），该波分复用器（2）的输入端与所述泵浦源（1）和电控偏振控制器（7）的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的一种高稳定输出模式可调飞秒激光系统，其特征在于，还包括色散补偿元件（4），该色散补偿元件（4）通过增益光纤（3）与所述波分复用器（2）的输出端连接。

4.根据权利要求1所述的一种高稳定输出模式可调飞秒激光系统，其特征在于，所述耦合分束器（5）包括第一耦合分束器和第二耦合分束器，所述系统还包括腔外声光调制器（13）和光纤输出接口（8），所述光纤输出接口（8）的输入端与色散补偿元件（4）连接，所述光纤输出接口（8）的输出端分别与腔外声光调制器（13）和偏振相关隔离器（6）连接，所述第二耦合分束器的输入端与腔外声光调制器（13）连接，所述第二耦合分束器的输出端分别与光纤输出接口（8）和检测光路连接。

5.一种高稳定输出模式可调飞秒激光输出方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任一项所述的系统实现，包括以下步骤：

S100对激光器输出时域、频域特性进行实时采样监测；

S200根据监测结果控制电控偏振控制器（7）对信号光进行偏振调节，在整个Poincare球上分析激光器输出特性，并将结果写入本地数据库；

S300基于线宽可切换连续激光、脉宽可切换脉冲激光或长脉冲和脉冲组激光工作模式，在所述本地数据库中获得激光器输出特性的最佳匹配结果，对匹配区域进行出光自检，评估并确认激光器输出状态，保证激光器输出模式与目标模式相匹配，并实时维持激光器输出状态。

6.根据权利要求5所述的一种高稳定输出模式可调飞秒激光输出方法，其特征在于，步骤S300中，所述线宽可切换连续激光工作模式的调节方法包括：利用电控偏振控制器（7）与偏振相关隔离器（6）的偏振选模作用，实现激光器起振模式的选择，从而实现数十/数百皮米量级线宽及波长切换功能。

7.根据权利要求5所述的一种高稳定输出模式可调飞秒激光输出方法，其特征在于，步骤S300中，所述脉宽可切换脉冲激光工作模式的调节方法包括：基于激光器腔内偏振相关隔离器（6）及电控偏振控制器（7），利用非线性偏振旋转效应实现激光器锁模，从而输出脉宽最小飞秒量级脉冲激光，同时，通过控制电控偏振控制器（7）及泵浦源（1），以对激光器锁模状态进行控制，从而实现飞秒至纳秒量级脉宽的切换功能。

8.根据权利要求5所述的一种高稳定输出模式可调飞秒激光输出方法，其特征在于，步骤S300中，所述长脉冲及脉冲组激光工作模式的调节方法包括：长脉冲激光工作模式利用腔外声光调制器（13），对连续激光进行调制实现，脉冲组激光工作模式利用腔外声光调制器（13），对脉冲激光进行调制实现。

Images