【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及矩形脈沖光生成，具體一種矩形脈沖光發生器及其方法。
技術介紹
1、矩形脈沖光在全光方波時鐘檢測、激光微距加工、距離測定、傳感等
存在重要應用，成為了激光物理的研究熱點之一。
2、目前常見的矩形脈沖光生成方法是通過光纖激光器在特定的諧振腔參數條件下，利用鎖模技術，產生納秒尺度的矩形脈沖，并且矩形脈沖可以隨著泵浦功率的升高而增加其脈沖寬度，同時保持其振幅不變。其主要實現機理有如下兩種：一是利用耗散孤子共振獲得矩形脈沖，其形成的矩形脈沖是一個單脈沖，脈沖內部沒有精細結構，脈沖具有高度相干性。二是利用激光腔的峰值功率鉗制效應獲得矩形脈沖，典型的有矩形類噪聲脈沖，其脈沖行為與耗散孤子共振脈沖具有相似性，不同之處在于其屬于部分相干的特殊脈沖，本質上由大量隨機變化的小脈沖組成的混沌波包，缺乏時間相干性。
3、使用時，鎖模技術需使用真實可飽和吸收體、非線性偏振旋轉技術、“8”字腔、mamyshev再生器、多模光纖混合結構等技術或裝置，通過調制(例如外部調制或反饋控制)來實現脈沖形狀的形成，還要使用精密的光學元件以及特定的結構（比如調制器和濾波器），會增加系統整體的復雜性和維護成本；并且受限于非線性效應和增益飽和效應的影響，容易導致脈沖寬度和強度的波動，使得脈沖光源的穩定性、可靠性較差；同時生成的矩形脈沖的能量分布不均勻，邊緣部分能量較低，導致矩形脈沖形狀難以保持長期穩定，容易受到環境變化和腔內損耗的影響，從而影響輸出質量的一致性。
4、本專利技術的目的是為了提供一種能解決以上問題中的至少一
技術實現思路
1、為解決上述技術缺陷，本專利技術采用的技術方案在于，提供一種矩形脈沖光發生器，包括窄線寬的第一脈沖發生單元、以及第二脈沖發生單元、第一功率調節單元、第二功率調節單元、光路合并單元、光耦合單元、諧振單元，所述第一脈沖發生單元經第一功率調節單元接入光路合并單元，所述第二脈沖發生單元經第二功率調節單元接入光路合并單元，所述光路合并單元、光耦合單元及諧振單元依次設置；
2、所述第一脈沖發生單元產生第一泵浦光，所述第二脈沖發生單元產生第二泵浦光，所述第一泵浦光經過第一功率調節單元在第一設定功率范圍內進行功率調整，所述第二泵浦光經過第二功率調節單元在第二設定功率范圍內進行功率調整，第一泵浦光、第二泵浦光輸出至光路合并單元內進行合束，合束后的泵浦光經光耦合單元耦合至諧振單元內，產生具有設定脈沖寬度的矩形脈沖。
3、進一步地，所述第一泵浦光為連續激光，所述第二泵浦光為脈沖激光。
4、進一步地，所述第一功率調節單元在第一設定功率范圍內提高第一泵浦光的輸出功率，所述第二功率調節單元在第二設定功率范圍內提高第二泵浦光的輸出功率。
5、進一步地，所述第一設定功率范圍為2.46w-2.63w，所述第二設定功率范圍為1w-17w，所述設定脈沖寬度為1.11ps-9.49ps。
6、進一步地，所述第一脈沖發生單元為窄線寬的光纖激光器、窄線寬的半導體激光器、窄線寬的固體激光器中的一種；
7、所述第二脈沖發生單元為光纖激光器、半導體激光器、固體激光器中的一種；
8、所述第一功率調節單元為光纖放大器、半導體光放大器、固體光放大器中的一種；
9、所述第二功率調節單元為光纖放大器、半導體光放大器、固體光放大器中的一種；
10、所述光路合并單元為分束鏡、光纖波分復用器、二向色鏡中的一種，或者及其任意組合；
11、所述光耦合單元為光纖耦合器或分束鏡，或者及其組合；
12、所述諧振單元為非線性光纖諧振腔或波導微腔，或者及其組合。
13、進一步地，所述第一脈沖發生單元為一臺中心波長為1555?nm、輸出功率為2.46w的連續光纖激光器；
14、所述第二脈沖發生單元為一臺中心波長為1550?nm、脈沖寬度為1.8ps、峰值功率為1w的短脈沖光纖激光器；
15、所述第一功率調節單元、第二功率調節單元均為高功率摻鉺光纖放大器；
16、所述光路合并單元為光纖波分復用器；
17、所述光耦合單元為2×2型的中心波長為1550nm、耦合比為50:50的光纖耦合器；
18、所述諧振單元由長度為100m的高非線性光纖和光纖隔離器組成。
19、本專利技術還提供了一種矩形脈沖光發生方法，其采用所述的矩形脈沖光發生器實現，包括如下步驟：
20、第一脈沖發生單元產生第一泵浦光；
21、第二脈沖發生單元產生第二泵浦光；
22、通過第一功率調節單元調整第一泵浦光的功率，并使所述第一泵浦光在第一設定功率范圍內進行調整；
23、通過第二功率調節單元調整第二泵浦光的功率，并使所述第二泵浦光在第二設定功率范圍內進行調整；
24、將第一泵浦光與第二泵浦光合束至光路合并單元內進行光路合并；
25、將經過光路合并的泵浦光通過光耦合單元耦合至諧振單元內；
26、兩路泵浦光在諧振單元內相干，產生具有不同脈沖寬度的矩形脈沖。
27、進一步地，所述第一泵浦光為連續激光，所述第二泵浦光為脈沖激光；
28、通過第一功率調節單元調整第一泵浦光的功率，并使所述第一泵浦光在第一設定功率范圍內進行調整；通過第二功率調節單元調整第二泵浦光的功率，并使所述第二泵浦光在第二設定功率范圍內進行調整，包括如下步驟：
29、先將連續激光的輸出功率從第一設定功率調整至第二設定功率，脈沖激光的峰值功率保持第三設定功率不變，此時矩形脈沖的脈沖寬度范圍對應為第一設定寬度至第二設定寬度；
30、然后在連續激光的輸出功率為第二設定功率時，將脈沖激光的峰值功率從第三設定功率調整至第四設定功率，此時矩形脈沖的脈沖寬度范圍對應為第二設定寬度至第三設定寬度。
31、進一步地，所述第一設定功率為2.46w，所述第二設定功率為2.63w，所述第三設定功率為1w，所述第四設定功率為17w，所述第一設定寬度為1.11ps，所述第二設定寬度為6.68ps，所述第三設定寬度為9.49ps。
32、與現有技術比較本專利技術技術方案的有益效果為：
33、本專利技術提供的矩形脈沖光發生器及其方法，通過設置窄線寬的第一泵浦光滿足相干性條件，然后使其與第二泵浦光相干驅動，實現諧振單元內的功率震蕩，保證諧振腔中的功率穩態，最終諧振腔的脈沖產生穩態并輸出矩形脈沖，進一步通過調整第一泵浦光、第二泵浦光的功率，實現對輸出的矩形脈沖的脈沖寬度進行調節，并且光發生器結構以及調節原理相對簡單，降低了系統的復雜性和維護成本。
34、另外，無需通過動態調節腔內的調制器和濾波器實現脈沖形狀的形成，且能產生穩定的矩形脈沖光。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種矩形脈沖光發生器，其特征在于：包括窄線寬的第一脈沖發生單元（1）、以及第二脈沖發生單元（2）、第一功率調節單元（3）、第二功率調節單元（4）、光路合并單元（5）、光耦合單元（6）、諧振單元（7），所述第一脈沖發生單元（1）經第一功率調節單元（3）接入光路合并單元（5），所述第二脈沖發生單元（2）經第二功率調節單元（4）接入光路合并單元（5），所述光路合并單元（5）、光耦合單元（6）及諧振單元（7）依次設置；
2.如權利要求1所述的矩形脈沖光發生器，其特征在于：所述第一泵浦光為連續激光，所述第二泵浦光為脈沖激光。
3.如權利要求2所述的矩形脈沖光發生器，其特征在于：所述第一功率調節單元（3）在第一設定功率范圍內提高第一泵浦光的輸出功率，所述第二功率調節單元（4）在第二設定功率范圍內提高第二泵浦光的輸出功率。
4.如權利要求3所述的矩形脈沖光發生器，其特征在于：所述第一設定功率范圍為2.46W-2.63W，所述第二設定功率范圍為1W-17W，所述設定脈沖寬度為1.11ps-9.49ps。
5.如權利要求1-4任一項所述的矩形脈沖
6.如權利要求5所述的矩形脈沖光發生器，其特征在于：所述第一脈沖發生單元（1）為一臺中心波長為1555?nm、輸出功率為2.46W的連續光纖激光器；
7.一種矩形脈沖光發生方法，其采用如權利要求1-6任一項所述的矩形脈沖光發生器實現，其特征在于，包括如下步驟：
8.如權利要求7所述的矩形脈沖光發生方法，其特征在于，所述第一泵浦光為連續激光，所述第二泵浦光為脈沖激光；
9.如權利要求8所述的矩形脈沖光發生方法，其特征在于：所述第一設定功率為2.46W，所述第二設定功率為2.63W，所述第三設定功率為1W，所述第四設定功率為17W，所述第一設定寬度為1.11ps，所述第二設定寬度為6.68ps，所述第三設定寬度為9.49ps。
...【技術特征摘要】
1.一種矩形脈沖光發生器，其特征在于：包括窄線寬的第一脈沖發生單元（1）、以及第二脈沖發生單元（2）、第一功率調節單元（3）、第二功率調節單元（4）、光路合并單元（5）、光耦合單元（6）、諧振單元（7），所述第一脈沖發生單元（1）經第一功率調節單元（3）接入光路合并單元（5），所述第二脈沖發生單元（2）經第二功率調節單元（4）接入光路合并單元（5），所述光路合并單元（5）、光耦合單元（6）及諧振單元（7）依次設置；
2.如權利要求1所述的矩形脈沖光發生器，其特征在于：所述第一泵浦光為連續激光，所述第二泵浦光為脈沖激光。
3.如權利要求2所述的矩形脈沖光發生器，其特征在于：所述第一功率調節單元（3）在第一設定功率范圍內提高第一泵浦光的輸出功率，所述第二功率調節單元（4）在第二設定功率范圍內提高第二泵浦光的輸出功率。
4.如權利要求3所述的矩形脈沖光發生器，其特征在于：所述第一設定功率范圍為2.46w-2.63w，所述第二設定功率范圍為1w-17w，所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳端端，劉海洋，劉璐，錢見超，詹萬通，鄭晶晶，張培晴，
申請(專利權)人：寧波大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。