CN218788568U - 一种时延反馈的中红外超连续谱发生系统 - Google Patents

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刘硕
李玉婷
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Abstract

本实用新型为一种时延反馈的中红外超连续谱发生系统，包括泵浦光源、种子光光源、第一光纤延迟线、第二光纤延迟线、光纤合束器、光纤、光纤分束器、光谱仪、第一分析器、滤波器、第二分析器和控制器；泵浦光源经过第一光纤延迟线与光纤合束器连接，种子光光源经过第二光纤延迟线与光纤合束器连接；光纤合束器同时与光纤的一端连接，光纤的另一端与光纤分束器的输入端连接，光纤分束器的输出端分别与光谱仪和第一分析器连接，第一分析器同时与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与第二分析器连接，第二分析器与控制器连接；第一分析器、滤波器和第二分析器作为反馈支路。第一分析器、滤波器和第二分析器组成反馈支路，对光学畸形波的促进或抑制效果进行反馈，从而控制泵浦光脉冲和种子光脉冲的时延，保证系统产生的中红外超连续谱的稳定性。

Description

一种时延反馈的中红外超连续谱发生系统
技术领域
本实用新型属于激光技术及非线性光学技术领域，具体涉及一种时延反馈的中红外超连续谱发生系统。
背景技术
中红外波段的光谱具有较宽的频率范围、较高的亮度和较好的相干性等突出优势，由于不可避免的噪声，导致含有巨大能量的光学畸形波出现在中红外超连续谱长波长侧的强度中。光学畸形波具有光波振幅大、携带能量高、破坏性强、出现概率低且随机以及以“L型”统计为分布的特征，这些特征严重影响了中红外超连续谱的稳定性，因此，有效控制光学畸形波对于中红外超连续谱的稳定性具有重要作用。
研究表明，在泵浦光脉冲中加入种子光脉冲，对于光谱平坦展宽具有重要作用，实现了光学畸形波的有效控制。现有的中红外超连续谱发生系统只是考虑了种子光脉冲的加入，但是并没有考虑控制效果，而泵浦光脉冲和种子光脉冲注入光纤时延会影响光学畸形波的抑制或者促进效果，因此，本申请提出了一种时延反馈的中红外超连续谱发生系统，通过分析光学畸形波的控制效果，反馈调节泵浦光脉冲和种子光脉冲的时延，保证中红外超连续谱的稳定性。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种时延反馈的中红外超连续谱发生系统。
本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案如下：
一种时延反馈的中红外超连续谱发生系统，包括泵浦光源、种子光光源、第一光纤延迟线、第二光纤延迟线、光纤合束器、光纤、光纤分束器、光谱仪、第一分析器、滤波器、第二分析器和控制器；
所述泵浦光源与第一光纤延迟线的一端连接，第一光纤延迟线的另一端与光纤合束器的输入端连接；种子光光源与第二光纤延迟线的一端连接，第二光纤延迟线的另一端与光纤合束器的输入端连接；光纤合束器的输出端与光纤的一端连接，光纤的另一端与光纤分束器的输入端连接，光纤分束器的输出端分别与光谱仪和第一分析器连接，第一分析器同时与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与第二分析器连接，第二分析器与控制器连接；第一分析器、滤波器和第二分析器作为反馈支路。
进一步的，所述光纤为光子晶体光纤，光纤长度为45cm。
进一步的，所述泵浦光源和种子光光源的输出波长范围为中红外波段。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型在泵浦光脉冲的基础上加入种子光脉冲，利用种子光脉冲诱导调制不稳定性可以有效抑制噪声的影响，从而对中红外超连续谱中的光学畸形波起到促进或抑制作用。第一分析器、滤波器和第二分析器组成反馈支路，对光学畸形波的促进或抑制效果进行反馈，从而控制泵浦光脉冲和种子光脉冲的时延，保证系统产生的中红外超连续谱的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的结构图；
图中，1-泵浦光源；2-种子光光源；3-第一光纤延迟线；4-第二光纤延迟线；5-光纤合束器；6-光纤；7-光纤分束器；8-光谱仪；9-第一分析器；10-滤波器；11-第二分析器；12-控制器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述，但并不以此限定本申请的保护范围。
本实用新型为一种时延反馈的中红外超连续谱发生系统(简称系统，参见图1)，包括泵浦光源1、种子光光源2、第一光纤延迟线3、第二光纤延迟线4、光纤合束器5、光纤6、光纤分束器7、光谱仪8、第一分析器9、滤波器10、第二分析器11和控制器12；
所述泵浦光源1与第一光纤延迟线3的一端连接，第一光纤延迟线3的另一端与光纤合束器5的输入端连接；种子光光源2与第二光纤延迟线4的一端连接，第二光纤延迟线4的另一端与光纤合束器5的输入端连接；光纤合束器5的输出端与光纤6的一端连接，光纤6的另一端与光纤分束器7的输入端连接，光纤分束器7的输出端与光谱仪8连接，同时与第一分析器9的输入端连接，第一分析器9的输出端与滤波器10的输入端连接，滤波器10的输出端与第二分析器11连接，第二分析器11与控制器12连接；第一分析器9、滤波器10和第二分析器11作为反馈支路，用于反馈中红外超连续谱中光学畸形波的促进或抑制效果。
泵浦光源1用于生成飞秒级的泵浦光脉冲，种子光光源2用于生成种子光脉冲，第一光纤延迟线3和第二光纤延迟线4均用于调节激光脉冲注入光纤6中的时延；光纤合束器5将泵浦光脉冲和种子光脉冲合为一路，然后经过光纤6的非线性作用生成中红外超连续谱；中红外超连续谱经过光纤分束器7分为两路，其中一路在光谱仪8中显示，另一路通过第一分析器9分析得到中红外超连续谱的截止波长，然后经过滤波器10进行滤波处理；第二分析器11用于分析中红外超连续谱中光学畸形波的抑制或者促进效果，为时延调节提供依据；控制器12根据第二分析器11的分析结果控制第一光纤延迟线3和第二光纤延迟线4，进而控制泵浦光脉冲和种子光脉冲的时延。
所述光纤6为光子晶体光纤，光子晶体光纤是以As2Se3作为基底材料的硫系光纤，光纤长度为45cm，非线性系数为γ＝2310W-1km-1；各阶色散为：β2＝-0.1443×10-24，β3＝0.3186×10-38，β4＝0.9342×10-53，β5＝0.3043×10-67，β6＝-0.7029×10-80，β7＝0.1022×10-93，β8＝0.9358×10-107，β9＝-0.2526×10-120，β10＝0.8128×10-134。
所述泵浦光源1能够产生脉冲宽度和峰值功率一定的泵浦光脉冲，本实施例的脉冲宽度T0＝480fs，峰值功率Ppump＝100W，泵浦光脉冲的中心波长为λ0＝4000nm，处于光子晶体光纤的反常色散区内。种子光光源2能够产生调制深度和调制频率一定的种子光脉冲，本实施例的调制深度a＝0.1，调制频率v＝9THz，且种子光脉冲的波长位于光子晶体光纤的正常色散区。所述泵浦光源1和种子光光源2的输出波长范围为中红外波段。滤波器是能够对波长5670nm以上的光谱进行滤波。
第二分析器11根据归一化强度大于1的脉冲信号数量或者最大红移孤子对应的波长与0ps对应的波长之差衡量光学畸形波促进或抑制效果；具体为：对滤波后的脉冲信号进行时域上的归一化处理，得到脉冲信号的归一化强度；将归一化强度大于1的脉冲信号数量作为衡量光学畸形波促进或抑制效果的依据，数量越多表示促进效果越好，反之抑制效果越好；或者当最大红移孤子对应的波长比0ps对应的波长的差值越大，促进效果越好，反之抑制效果越好。根据第二分析器11的分析结果，通过第一光纤延迟线3调节泵浦光脉冲的时延，第二光纤延迟线4调节种子光脉冲的时延，从而促进或抑制光学畸形波，得到稳定性较高的中红外超连续谱。其中，种子光脉冲的时延调节范围为：-0.1ps～-1ps，0ps，0.1ps～1ps。
本实用新型的工作原理和工作流程是：
本实用新型通过控制泵浦光脉冲和种子光脉冲的时延，达到控制中红外超连续谱中光学畸形波的目的。泵浦光源1产生泵浦光脉冲，泵浦光脉冲经过第一光纤延迟线3进行时延调节后再输入到光纤合束器5中，同理种子光光源2产生种子光脉冲，种子光脉冲经过第二光纤延迟线4进行时延调节后再输入到光纤合束器5中；光纤合束器5将经过时延调节后的泵浦光脉冲和种子光脉冲合为一路，再经过光纤6生成中红外超连续谱；中红外超连续谱经过光纤分束器7分为两路，其中一路在光谱仪8中显示，实现光谱的可视化；另一路经过第一分析器9得到中红外超连续谱的截止波长，将滤波器10的滤波波长设置为截止波长，对中红外超连续谱进行滤波处理，滤波后的中红外超连续谱经过第二分析器11分析中红外超连续谱中光学畸形波的抑制或促进效果，控制器12根据第二分析器11的分析结果控制第一光纤延迟线3和第二光纤延迟线4，进而控制泵浦光脉冲和种子光脉冲的时延，达到抑制或促进光学畸形波的目的，使该系统产生稳定的中红外超连续谱。
本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (3)

1.一种时延反馈的中红外超连续谱发生系统，其特征在于，该系统包括泵浦光源、种子光光源、第一光纤延迟线、第二光纤延迟线、光纤合束器、光纤、光纤分束器、光谱仪、第一分析器、滤波器、第二分析器和控制器；
所述泵浦光源与第一光纤延迟线的一端连接，第一光纤延迟线的另一端与光纤合束器的输入端连接；种子光光源与第二光纤延迟线的一端连接，第二光纤延迟线的另一端与光纤合束器的输入端连接；光纤合束器的输出端与光纤的一端连接，光纤的另一端与光纤分束器的输入端连接，光纤分束器的输出端分别与光谱仪和第一分析器连接，第一分析器同时与滤波器的输入端连接，滤波器的输出端与第二分析器连接，第二分析器与控制器连接；第一分析器、滤波器和第二分析器作为反馈支路。
2.根据权利要求1所述的时延反馈的中红外超连续谱发生系统，其特征在于，所述光纤为光子晶体光纤，光纤长度为45cm。
3.根据权利要求1或2所述的时延反馈的中红外超连续谱发生系统，其特征在于，所述泵浦光源和种子光光源的输出波长范围为中红外波段。
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