本發(fā)明涉及超連續(xù)譜光纖激光器領(lǐng)域，尤其涉及基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器。

背景技術(shù)：

1、超連續(xù)譜光纖激光器是一種光譜超寬帶覆蓋的激光光源，通過高峰值功率脈沖在非線性光纖中激發(fā)拉曼散射、自相位調(diào)制、四波混頻等非線性效應(yīng)，使初始窄帶光極大展寬為寬帶覆蓋的超連續(xù)光，具有高功率、高相干性和高亮度等優(yōu)異特性。其在中紅外波段的寬譜特性可覆蓋多種分子特征吸收峰，因此廣泛應(yīng)用于分子光譜分析、生物醫(yī)學(xué)檢測、高分辨成像、紅外對抗及國防監(jiān)測等領(lǐng)域。

2、隨著商用的1μm和1.55μm的超快鎖模脈沖光纖激光器以及光子晶體光纖和高非線性氟化物光纖的發(fā)展，現(xiàn)有研究將脈沖激光經(jīng)過mopa放大，再經(jīng)光子晶體光纖或者高非線性光纖進(jìn)行非線性拓展可以產(chǎn)生覆蓋到紫外或者覆蓋到中紅外的超連續(xù)譜。但是，其產(chǎn)生的超連續(xù)譜光譜范圍窄、且光譜存在殘余泵浦尖峰導(dǎo)致平坦度較低。

3、若針對目前的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，將光譜覆蓋紫外到中紅外波段，使光譜在整個波段更平坦，且無殘余泵浦尖峰，同時具有較高的相干性，將會使得此類超連續(xù)譜在分子識別和環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用上，具有更高的識別精度，更廣泛的監(jiān)測能力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明的第一方面，提供基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器，包括順次連接的：

4、全保偏類噪聲脈沖種子源，輸出1.55μm類噪聲方波脈沖；

5、兩級保偏摻鐿鉺光纖放大器，輸出1.5～2.3μm光譜；

6、保偏高非線性光纖，對光譜進(jìn)一步展寬，實現(xiàn)0.9～2.9μm平坦型超連續(xù)源輸出；

7、保偏大模場摻鐿鉺光纖放大器，對超連續(xù)源1.55μm處進(jìn)行放大；

8、保偏大模場摻鐿光纖，對超連續(xù)源1.06μm處進(jìn)行放大；

9、模場適配器，使光纖的模場匹配；

10、保偏光子晶體光纖，在色散和非線性效應(yīng)作用下使短波擴展至紫外波段；

11、保偏氟碲酸鹽，在拉曼孤子自頻移的作用下，使長波擴展至4μm；

12、保偏硫化物光纖，在非線性作用下光譜進(jìn)一步擴展至12μm，實現(xiàn)波長覆蓋紫外到中紅外的超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光輸出。

13、進(jìn)一步地，所述全保偏類噪聲脈沖種子源，包括非線性放大環(huán)形鏡、單向環(huán)和第一保偏耦合器；

14、所述非線性放大環(huán)形鏡包括第一保偏單模光纖、雙包層保偏摻鉺光纖、976nm的第一ld泵浦和976/1550的波分復(fù)用器；所述單向環(huán)包括第二保偏單模光纖、第二保偏耦合器和第一保偏隔離器；

15、第一ld泵浦與波分復(fù)用器的泵浦端連接，波分復(fù)用器的公共端依次連接雙包層保偏摻鉺光纖、第一保偏單模光纖、第一保偏耦合器的第一耦合臂，波分復(fù)用器的信號端連接第一保偏耦合器的第二耦合臂；第一保偏耦合器的公共端與第二保偏耦合器的輸入端連接，第二保偏耦合器的40％端口輸出1.55μm類噪聲方波脈沖，第二保偏耦合器的60％端口分別與第一保偏隔離器、第二保偏單模光纖、第一保偏耦合器的非公共端連接。

16、進(jìn)一步地，所述全保偏類噪聲脈沖種子源和兩級保偏摻鐿鉺光纖放大器之間還設(shè)置有第三保偏耦合器，第三保偏耦合器的1％端口輸出信號監(jiān)測信號，第三保偏耦合器的99％端口連接全保偏類噪聲脈沖種子源，第三保偏耦合器的公共端連接兩級保偏摻鐿鉺光纖放大器。

17、進(jìn)一步地，所述兩級保偏摻鐿鉺光纖放大器包括順次連接的第一級保偏摻鐿鉺光纖放大器、第二級保偏摻鐿鉺光纖放大器和第三保偏單模光纖；

18、所述第一級保偏摻鐿鉺光纖放大器包括976nm的第二ld泵浦、第一泵浦合束器和第一保偏鉺鐿共摻雙包層光纖；所述第二級保偏摻鐿鉺光纖放大器包括976nm的第三ld泵浦、第二泵浦合束器和第二保偏鉺鐿共摻雙包層光纖；

19、第一泵浦合束器的泵浦合束端與第二ld泵浦連接，第一泵浦合束器的脈沖合束端與全保偏類噪聲脈沖種子源連接，第一泵浦合束器的合束輸出端與第一保偏鉺鐿共摻雙包層光纖連接；第二泵浦合束器的泵浦合束端與第三ld泵浦連接，第二泵浦合束器的脈沖合束端與第一保偏鉺鐿共摻雙包層光纖連接，第二泵浦合束器的合束輸出端分別與第二保偏鉺鐿共摻雙包層光纖、第三保偏單模光纖連接，第三保偏單模光纖輸出1.5～2.3μm光譜。

20、進(jìn)一步地，所述全保偏類噪聲脈沖種子源和第一泵浦合束器之間設(shè)置有第二保偏隔離器，所述第一保偏鉺鐿共摻雙包層光纖和第二泵浦合束器之間設(shè)置有第三保偏隔離器，所述第二保偏鉺鐿共摻雙包層光纖和第三保偏單模光纖之間設(shè)置有第四保偏隔離器。

21、進(jìn)一步地，所述保偏大模場摻鐿鉺光纖放大器包括976nm的第四ld泵浦、第三泵浦合束器、保偏大模場摻鉺鐿光纖；

22、第三泵浦合束器的泵浦合束端與第四ld泵浦連接，第三泵浦合束器的脈沖合束端與兩級保偏摻鐿鉺光纖放大器連接，第三泵浦合束器的合束輸出端與保偏大模場摻鉺鐿光纖連接。

23、進(jìn)一步地，所述兩級保偏摻鐿鉺光纖放大器和保偏大模場摻鐿鉺光纖放大器中的增益光纖均放置于水冷板上，同時在熔點處滴水。

24、進(jìn)一步地，所述保偏硫化物光纖的輸出端切7度斜角。

25、本發(fā)明的有益效果是：

26、在本發(fā)明的一示例性實施例中，采用全保偏結(jié)構(gòu)，可輸出高質(zhì)量、高穩(wěn)定性、高相干性的超連續(xù)譜；采用類噪聲脈沖作為種子源，可最大限度地減少殘余泵浦，極大提升整個超連續(xù)譜的平坦度；同時采用一個種子源實現(xiàn)雙波長泵浦，并通過多級級聯(lián)放大結(jié)構(gòu)和多級非線性介質(zhì)，可實現(xiàn)覆蓋紫外到中紅外的超平坦超寬帶光譜輸出。

技術(shù)特征：

1.基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器，其特征在于：包括順次連接的：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器，其特征在于：所述全保偏類噪聲脈沖種子源，包括非線性放大環(huán)形鏡、單向環(huán)和第一保偏耦合器；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器，其特征在于：所述全保偏類噪聲脈沖種子源和兩級保偏摻鐿鉺光纖放大器之間還設(shè)置有第三保偏耦合器，第三保偏耦合器的1％端口輸出信號監(jiān)測信號，第三保偏耦合器的99％端口連接全保偏類噪聲脈沖種子源，第三保偏耦合器的公共端連接兩級保偏摻鐿鉺光纖放大器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器，其特征在于：所述兩級保偏摻鐿鉺光纖放大器包括順次連接的第一級保偏摻鐿鉺光纖放大器、第二級保偏摻鐿鉺光纖放大器和第三保偏單模光纖；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器，其特征在于：所述全保偏類噪聲脈沖種子源和第一泵浦合束器之間設(shè)置有第二保偏隔離器，所述第一保偏鉺鐿共摻雙包層光纖和第二泵浦合束器之間設(shè)置有第三保偏隔離器，所述第二保偏鉺鐿共摻雙包層光纖和第三保偏單模光纖之間設(shè)置有第四保偏隔離器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器，其特征在于：所述保偏大模場摻鐿鉺光纖放大器包括976nm的第四ld泵浦、第三泵浦合束器、保偏大模場摻鉺鐿光纖；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器，其特征在于：所述兩級保偏摻鐿鉺光纖放大器和保偏大模場摻鐿鉺光纖放大器中的增益光纖均放置于水冷板上，同時在熔點處滴水。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器，其特征在于：所述保偏硫化物光纖的輸出端切7度斜角。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于類噪聲脈沖泵浦的全保偏超平坦超寬帶超連續(xù)譜激光器，包括順次連接的：全保偏類噪聲脈沖種子源，輸出1.55μm類噪聲方波脈沖；兩級保偏摻鐿鉺光纖放大器，輸出1.5～2.3μm光譜；保偏高非線性光纖，實現(xiàn)0.9～2.9μm平坦型超連續(xù)源輸出；保偏大模場摻鐿鉺光纖放大器，對超連續(xù)源1.55μm處進(jìn)行放大；保偏大模場摻鐿光纖，對超連續(xù)源1.06μm處進(jìn)行放大；模場適配器，使光纖的模場匹配；保偏光子晶體光纖，使短波擴展至紫外波段；保偏氟碲酸鹽，使長波擴展至4μm；保偏硫化物光纖，光譜進(jìn)一步擴展至12μm。本發(fā)明采用全保偏結(jié)構(gòu)，可輸出高質(zhì)量、高穩(wěn)定性、高相干性的超連續(xù)譜。

技術(shù)研發(fā)人員：李劍峰,趙鑫生,范晶晶,雷浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15