本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種光纖激光器及光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鎖模激光技術(shù)是產(chǎn)生超短脈沖的一種重要技術(shù)。現(xiàn)有的非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模技術(shù)可產(chǎn)生fs量級(jí)超短脈沖，是目前產(chǎn)生fs激光的最重要的方法。對(duì)于激光器而言，鎖模脈沖重復(fù)頻率由諧振腔長(zhǎng)度決定，確定的諧振腔長(zhǎng)度產(chǎn)生確定的重復(fù)頻率鎖模脈沖。

然而，在現(xiàn)有的光纖激光器中，由于難以依靠精確切割技術(shù)實(shí)現(xiàn)確定的諧振腔長(zhǎng)度，因此一般難以獲得所要求的確定的重復(fù)頻率的鎖模脈沖，對(duì)于百mhz量級(jí)的鎖模激光器，一般諧振腔長(zhǎng)度在亞mm量級(jí)，而造成的重復(fù)頻率的誤差在百khz量級(jí)。而同時(shí)由于溫度對(duì)光纖造成熱脹冷縮的影響，一般鎖模脈沖重復(fù)頻率還會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，使得重復(fù)頻率難以穩(wěn)定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種光纖激光器及光學(xué)系統(tǒng)，其重復(fù)頻率可調(diào)，且具有良好的頻率穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)高重頻高穩(wěn)定的超短脈沖輸出。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光纖激光器，其包括泵浦光源、多功能光纖器件、腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊、偏振控制器，所述泵浦光源和所述偏振控制器分別與所述多功能光纖器件耦合，所述多功能光纖器件和所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊耦合，所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊和所述偏振控制器耦合，所述多功能光纖器件和所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊之間設(shè)有增益光纖，所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊用于根據(jù)輸入的腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)信號(hào)改變所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊內(nèi)光通過(guò)的光程，由所述泵浦光源輸出的泵浦光經(jīng)過(guò)所述多功能光纖器件耦合進(jìn)入所述增益光纖內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)光；所述信號(hào)光依次經(jīng)過(guò)所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊和所述偏振控制器，耦合進(jìn)入所述多功能光纖器件中；所述信號(hào)光的一部分通過(guò)所述多功能光纖器件輸出，其他部分在激光器內(nèi)繼續(xù)振蕩。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述泵浦光源和所述多功能光纖器件之間、所述多功能光纖器件和所述增益光纖之間、所述增益光纖和所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊之間、所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊和所述偏振控制器之間、所述偏振控制器和所述多功能光纖器件之間均通過(guò)單模光纖耦合。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊包括第一準(zhǔn)直透鏡、第二準(zhǔn)直透鏡、拔高鏡和壓電轉(zhuǎn)換裝置，所述第一準(zhǔn)直透鏡和所述第二準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在所述拔高鏡的同一側(cè)，所述壓電轉(zhuǎn)換裝置設(shè)有外接信號(hào)輸入端口，用于根據(jù)輸入的腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)信號(hào)改變所述壓電轉(zhuǎn)換裝置到所述第一準(zhǔn)直透鏡的距離，由所述增益光纖輸出的信號(hào)光依次經(jīng)過(guò)所述第一準(zhǔn)直透鏡、所述拔高鏡、所述壓電轉(zhuǎn)換裝置和所述第二準(zhǔn)直透鏡，輸出至所述偏振控制器。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述壓電轉(zhuǎn)換裝置包括壓電陶瓷和納米平移臺(tái)，所述拔高鏡遠(yuǎn)離所述第一準(zhǔn)直透鏡的一面貼合在所述壓電陶瓷上，所述壓電陶瓷設(shè)置在所述納米平移臺(tái)上，所述壓電陶瓷和所述納米平移臺(tái)分別設(shè)有外接信號(hào)輸入端口，用于根據(jù)分別獨(dú)立輸入的腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)信號(hào)改變所述壓電陶瓷及所述納米平移臺(tái)到所述第一準(zhǔn)直透鏡的距離，由所述第一準(zhǔn)直透鏡出射的信號(hào)光入射到所述拔高鏡靠近所述第一準(zhǔn)直透鏡的一側(cè)表面發(fā)生折射，再經(jīng)過(guò)所述拔高鏡和所述壓電陶瓷的貼合面反射，再次入射到所述拔高鏡靠近所述第一準(zhǔn)直透鏡的一側(cè)表面發(fā)生折射，最后經(jīng)過(guò)所述第二準(zhǔn)直透鏡出射。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述納米平移臺(tái)設(shè)置有手動(dòng)粗調(diào)旋鈕，用于調(diào)節(jié)所述納米平移臺(tái)的位置。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述光纖激光器還包括光分束器和反饋電路，所述光分束器分別和所述多功能光纖器件、所述反饋電路耦合，所述反饋電路和所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊電耦合，由所述多功能光纖器件輸出的部分信號(hào)光經(jīng)過(guò)所述光分束器分為兩路信號(hào)，其中一路信號(hào)輸出，另一路信號(hào)經(jīng)過(guò)所述反饋電路轉(zhuǎn)換為反饋調(diào)節(jié)信號(hào)輸入所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊，用于改變所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊內(nèi)光通過(guò)的光程。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述反饋電路包括光電探測(cè)器和電動(dòng)穩(wěn)頻反饋裝置，所述光電探測(cè)器和所述電動(dòng)穩(wěn)頻反饋裝置電耦合，所述電動(dòng)穩(wěn)頻反饋裝置和所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊電耦合，由所述光分束器輸出的一路信號(hào)進(jìn)入所述光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)所述電動(dòng)反饋裝置輸出至所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊，以改變所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊內(nèi)光通過(guò)的光程。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述多功能光纖器件的信號(hào)光輸出比例為10％。

在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，所述偏振控制器為手動(dòng)偏振控制器或電動(dòng)偏振控制器。

另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光學(xué)系統(tǒng)，其包括振蕩檢測(cè)器和如上所述的光纖激光器，所述振蕩檢測(cè)器和所述光纖激光器中的多功能光纖器件耦合，由所述多功能光纖器件輸出的信號(hào)光進(jìn)入所述振蕩檢測(cè)器轉(zhuǎn)換為振蕩檢測(cè)信號(hào)輸出，以檢測(cè)所述光纖激光器的重復(fù)頻率。

本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖激光器及光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)多功能光纖器件的耦合、偏振隔離等功能實(shí)現(xiàn)環(huán)形鎖模諧振腔，使得從泵浦光源輸出的泵浦光能夠在增益光纖內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)光并在環(huán)形諧振腔中重復(fù)振蕩放大，產(chǎn)生的超短脈沖通過(guò)所述多功能光纖器件部分輸出；另外，在環(huán)形諧振腔中設(shè)置具有外接信號(hào)輸入端口的腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊，可以通過(guò)從外部輸入腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)信號(hào)來(lái)改變所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊內(nèi)光通過(guò)的光程，即改變了環(huán)形諧振腔內(nèi)光傳播的幾何路徑長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)了諧振腔長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鎖模脈沖重復(fù)頻率的調(diào)節(jié)和控制。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖激光器設(shè)計(jì)了腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)頻率的微調(diào)以及低頻率抖動(dòng)的脈沖輸出，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、可工程化。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的光纖激光器中腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-泵浦光源；200-多功能光纖器件；300-增益光纖；400-腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊；410-第一準(zhǔn)直透鏡；420-第二準(zhǔn)直透鏡；430-拔高鏡；440-壓電陶瓷；450-納米平移臺(tái)；460-封裝外殼；500-偏振控制器；600-振蕩檢測(cè)器；700-光分束器；800-光電探測(cè)器；900-電動(dòng)穩(wěn)頻反饋裝置；1000-光纖激光器；2000-光學(xué)系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

此外，術(shù)語(yǔ)“水平”、“豎直”、“懸垂”等術(shù)語(yǔ)并不表示要求部件絕對(duì)水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對(duì)“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發(fā)明的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

對(duì)于描述光束前進(jìn)過(guò)程的術(shù)語(yǔ)，例如“射入”、“經(jīng)過(guò)”、“通過(guò)”、“透射”等并不表示要求光束完全穿透或是分束，而是描述一種光學(xué)變化或光學(xué)處理。如“通過(guò)”僅僅是指光束經(jīng)過(guò)該光學(xué)元件之后發(fā)生了光學(xué)上的變化，使光束受到處理而獲得解決技術(shù)問(wèn)題所需要的光束，根據(jù)具體實(shí)施方案中光學(xué)元件的不同，可能是反射也可能是透射。另外，“透射”是指光束入射到某一物質(zhì)分界面發(fā)生折射并穿透該分界面的現(xiàn)象，與“反射”相對(duì)。

此外，“輸入”、“輸出”、“反饋”、“形成”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)理解為是描述一種光學(xué)、電學(xué)變化或光學(xué)、電學(xué)處理。如“形成”僅僅是指光信號(hào)或電信號(hào)通過(guò)該元件、儀器或裝置之后發(fā)生了光學(xué)上或電學(xué)上的變化，使得所述光信號(hào)或所述電信號(hào)受到處理，進(jìn)而獲得實(shí)施技術(shù)方案或解決技術(shù)問(wèn)題所需要的信號(hào)。

在本發(fā)明的具體實(shí)施例附圖中，為了更好、更清楚的描述光纖激光器及光學(xué)系統(tǒng)中各元件的工作原理，表現(xiàn)其中各部分之間的連接關(guān)系，只是明顯區(qū)分了各元件之間的相對(duì)位置關(guān)系，并不能構(gòu)成對(duì)元件或結(jié)構(gòu)內(nèi)的光路方向、連接順序及各部分結(jié)構(gòu)大小、尺寸、形狀的限定。

第一實(shí)施例

請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提供了一種光纖激光器1000，其包括泵浦光源100、多功能光纖器件200、腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400、偏振控制器500。所述泵浦光源100和所述偏振控制器500分別與所述多功能光纖器件200耦合，所述多功能光纖器件200和所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400耦合，所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400和所述偏振控制器500耦合，所述多功能光纖器件200和所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400之間設(shè)有增益光纖300。

本實(shí)施例中，所述泵浦光源100和所述多功能光纖器件200之間、所述多功能光纖器件200和所述增益光纖300之間、所述增益光纖300和所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400之間、所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400和所述偏振控制器500之間、所述偏振控制器500和所述多功能光纖器件200之間均可以通過(guò)單模光纖耦合。特別的，所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400可直接與所述增益光纖300的一端耦合，即所述增益光纖300直接作為所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400的一端尾纖，所述增益光纖300的另一端再與所述多功能光纖器件200的一端尾纖耦合，這樣可以實(shí)現(xiàn)更高的重復(fù)頻率要求。本實(shí)施例中，各光纖之間可以通過(guò)熔接的方式進(jìn)行耦合。

本實(shí)施例中，所述泵浦光源100可以是為光纖激光器1000提供激勵(lì)的激光光源，例如可以是輸出穩(wěn)定的半導(dǎo)體激光器。泵浦光源100的輸出波長(zhǎng)可以根據(jù)增益光纖300中摻雜的類型進(jìn)行選擇，本實(shí)施例中，所采用的泵浦光源100的輸出波長(zhǎng)可以是976nm。

所述多功能光纖器件200是一種同時(shí)具有光波分復(fù)用、偏振隔離、分光等功能的多功能組合器件。本實(shí)施例中，所述多功能光纖器件200有四個(gè)信號(hào)輸入輸出端口與光纖耦合，分別為a端口、b端口、c端口和d端口。從所述泵浦光源100輸出的泵浦光，由所述多功能光纖器件200的a端口輸入，再由所述多功能光纖器件200的b端口輸出至所述增益光纖300內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)光。由于泵浦光和信號(hào)光的偏振態(tài)及頻率不同，泵浦光只能由所述多功能光纖器件200的b端口輸出，而其他的端口對(duì)泵浦光具有隔離的效果。

所述多功能光纖器件200的a端口一般只用于泵浦光的輸入，而c端口用于鎖模脈沖輸入，b端口和d端口用于部分信號(hào)光的輸出?？梢岳斫獾氖牵緦?shí)施例中，所述多功能光纖器件200的b端口和c端口可以看作是光纖激光器1000中鎖模諧振腔的兩端，信號(hào)光在c端口到b端口之間通過(guò)環(huán)形的鎖模諧振腔振蕩并實(shí)現(xiàn)鎖模。

本實(shí)施例中，信號(hào)光的功率在b端口到c端口之間的光纖中環(huán)形振蕩被不斷放大，其中可以設(shè)定有10％的信號(hào)光由所述多功能光纖器件200的d端口輸出，而剩余的90％繼續(xù)在環(huán)形的諧振腔中振蕩放大?？梢岳斫獾氖?，在本實(shí)施例中，由于信號(hào)光和泵浦光的偏振態(tài)及頻率不同，而多功能光纖器件200具有偏振隔離作用，從c端口輸入的信號(hào)光由所述多功能光纖器件200的b端口或d端口輸出。

所述增益光纖300可以吸收進(jìn)入其中的泵浦光，并激發(fā)出和泵浦光頻率不同的信號(hào)光。本實(shí)施例中，增益光纖300可以是保偏增益光纖。對(duì)應(yīng)于976nm的泵浦光和1064nm的信號(hào)光輸出，所述增益光纖300可以是摻有稀土元素的光纖，例如摻鐿光纖。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，本實(shí)施例中，所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400包括第一準(zhǔn)直透鏡410、第二準(zhǔn)直透鏡420、拔高鏡430、壓電轉(zhuǎn)換裝置。所述第一準(zhǔn)直透鏡410和所述第二準(zhǔn)直透鏡420設(shè)置在所述拔高鏡430的同一側(cè)，所述壓電轉(zhuǎn)換裝置設(shè)有外接信號(hào)輸入端口，用于根據(jù)輸入的腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)信號(hào)改變所述壓電轉(zhuǎn)換裝置到所述第一準(zhǔn)直透鏡410以及所述第二準(zhǔn)直透鏡420的距離。

本實(shí)施例中，所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400還可以包括封裝外殼460，所述第一準(zhǔn)直透鏡410、第二準(zhǔn)直透鏡420、拔高鏡430和壓電轉(zhuǎn)換裝置可以均設(shè)置在所述封裝外殼460中。

本實(shí)施例中，所述第一準(zhǔn)直透鏡410和第二準(zhǔn)直透鏡420的光軸方向平行。所述封裝外殼460有兩個(gè)輸入輸出端口，分別為e端口和f端口，這兩個(gè)端口均耦合有單模光纖，這兩根光纖的光傳播方向分別對(duì)應(yīng)第一準(zhǔn)直透鏡410的光軸和第二準(zhǔn)直透鏡420的光軸?？梢岳斫獾氖?，由所述增益光纖300輸出的信號(hào)光，經(jīng)所述封裝外殼460上e端口耦合的尾纖輸入所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400，直接沿所述第一準(zhǔn)直透鏡410的光軸方向透射并入射到所述拔高鏡430靠近所述第一準(zhǔn)直透鏡410的表面上，發(fā)生折射方向改變；再經(jīng)所述拔高鏡430遠(yuǎn)離所述第一準(zhǔn)直透鏡410的表面發(fā)生全反射，再次入射到所述拔高鏡430靠近所述第一準(zhǔn)直透鏡410的表面上，發(fā)生折射方向改變，此時(shí)的信號(hào)光方向與從所述第一準(zhǔn)直透鏡410入射到所述拔高鏡430上的光束方向平行且剛好相反；從所述拔高鏡430靠近所述第一準(zhǔn)直透鏡410的表面出射的信號(hào)光經(jīng)所述第二準(zhǔn)直透鏡420匯聚，最終由所述封裝外殼460上f端口耦合的尾纖輸出至所述偏振控制器500。由光的可逆性可知，從所述封裝外殼460上e端口輸入并從f端口輸出的光路，和從f端口輸入并從e端口輸出的光路完全相同，其信號(hào)光的傳輸方向相反。

本實(shí)施例中，所述壓電轉(zhuǎn)換裝置又包括壓電陶瓷440和納米平移臺(tái)450。所述拔高鏡430遠(yuǎn)離所述第一準(zhǔn)直透鏡410的一面貼合在所述壓電陶瓷440上，所述壓電陶瓷440設(shè)置在所述納米平移臺(tái)450上。所述壓電陶瓷440和所述納米平移臺(tái)450設(shè)有外接信號(hào)輸入端口，分別為a端口和b端口，用于根據(jù)輸入的腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)信號(hào)改變所述壓電陶瓷440或所述納米平移臺(tái)450到所述第一準(zhǔn)直透鏡410以及所述第二準(zhǔn)直透鏡420的距離。

本實(shí)施例中，壓電陶瓷440和納米平移臺(tái)450的工作是相互獨(dú)立的。所述壓電陶瓷440和所述納米平移臺(tái)450可以在a端口和b端口分別接有一根外接電線來(lái)輸入不同的電壓，用于分開控制所述壓電陶瓷440和納米平移臺(tái)450的位置?？梢岳斫獾氖?，所述壓電陶瓷440和納米平移臺(tái)450的位置的改變，都能夠使所述拔高鏡430的位置發(fā)生相應(yīng)改變，即改變所述拔高鏡430到所述第一準(zhǔn)直透鏡410和第二準(zhǔn)直透鏡420的距離，進(jìn)而使所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400中光通過(guò)的光程(幾何路徑)改變，最終實(shí)現(xiàn)光纖激光器1000中鎖模諧振腔的腔長(zhǎng)改變，即實(shí)現(xiàn)了由所述多功能光纖器件200輸出的信號(hào)光(鎖模脈沖)的重復(fù)頻率的改變。

本實(shí)施例中，納米平移臺(tái)450可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精度的位置調(diào)節(jié)。所述納米平移臺(tái)450還設(shè)置有手動(dòng)粗調(diào)旋鈕，能夠在重頻誤差較大時(shí)采用手動(dòng)粗調(diào)的方式快速調(diào)節(jié)納米平移臺(tái)450的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400中光通過(guò)的幾何路徑長(zhǎng)度，以改善腔長(zhǎng)誤差。同樣的，壓電陶瓷440也可以設(shè)置手動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕以對(duì)腔長(zhǎng)誤差進(jìn)行手動(dòng)粗調(diào)。

本實(shí)施例中，所述偏振控制器500可以是手動(dòng)偏振控制器或電動(dòng)偏振控制器，即可以通過(guò)手動(dòng)或輸入電壓的方式對(duì)偏振控制器500的偏振狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。由所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400的f端口尾纖輸出的鎖模脈沖經(jīng)所述偏振控制器500進(jìn)入所述多功能光纖器件200的c端口，其中部分由所述多功能光纖器件200的d端口輸出，剩余部分由b端口輸出，繼續(xù)在環(huán)形的諧振腔內(nèi)震蕩，依次經(jīng)過(guò)增益光纖300、腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400、偏振控制器500，再?gòu)乃龆喙δ芄饫w器件200的c端口輸入，如此循環(huán)。。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，本實(shí)施例還提供了一種光學(xué)系統(tǒng)2000，其包括振蕩檢測(cè)器600和如上所述的光纖激光器1000，所述振蕩檢測(cè)器600和所述光纖激光器1000中的多功能光纖器件200的d端口光纖耦合。

由所述多功能光纖器件200d端口光纖輸出的信號(hào)光進(jìn)入所述振蕩檢測(cè)器600內(nèi)發(fā)生光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為振蕩檢測(cè)信號(hào)輸出。

本實(shí)施例中，輸出的振蕩檢測(cè)信號(hào)可以連接至顯示設(shè)備如示波器，以實(shí)時(shí)檢測(cè)所述光纖激光器1000中環(huán)形諧振腔的重復(fù)頻率。如果檢測(cè)到輸出的脈沖信號(hào)的重復(fù)頻率和所需要的重復(fù)頻率誤差較大，此時(shí)可以選擇給壓電陶瓷440或納米平移臺(tái)450輸入相應(yīng)電壓，或是直接粗調(diào)壓電陶瓷440或納米平移臺(tái)450來(lái)對(duì)所述環(huán)形諧振腔的腔長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至輸出的脈沖信號(hào)頻率與所需的重復(fù)頻率誤差在可接受范圍內(nèi)，即完成了對(duì)光纖激光器1000的腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)。

本實(shí)施例提供的光纖激光器1000，可通過(guò)從外部輸入腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)信號(hào)來(lái)改變所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400內(nèi)壓電陶瓷440和納米平移臺(tái)450的位置，利用壓電陶瓷440和納米平移臺(tái)450位置的改變來(lái)調(diào)節(jié)環(huán)形諧振腔內(nèi)光傳播的幾何路徑長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)了諧振腔長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光纖激光器1000輸出的鎖模脈沖重復(fù)頻率的調(diào)節(jié)和控制。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖激光器1000優(yōu)化了腔長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了重復(fù)頻率的可微調(diào)以及低頻率抖動(dòng)的脈沖輸出，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、可工程化。

第二實(shí)施例

請(qǐng)參照?qǐng)D4，本實(shí)施例提供了一種光纖激光器1000，和本發(fā)明第一實(shí)施例最大的不同在于，所述光纖激光器1000還包括光分束器700和反饋電路。所述光分束器700g端口、h端口分別和所述多功能光纖器件200的d端口、所述反饋電路的輸入端耦合，所述光分束器700的i端口輸出信號(hào)光，所述反饋電路的輸出端和所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400電耦合。

本實(shí)施例中，所述反饋電路又包括光電探測(cè)器800和電動(dòng)穩(wěn)頻反饋裝置900，所述光分束器700的h端和所述光電探測(cè)器800耦合，所述光電探測(cè)器800和所述電動(dòng)穩(wěn)頻反饋裝置900耦合，所述電動(dòng)穩(wěn)頻反饋裝置900和所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊400中的壓電陶瓷440a端口耦合。

本實(shí)施例中，所述電動(dòng)穩(wěn)頻反饋裝置900可以將從光電探測(cè)器800傳輸過(guò)來(lái)的脈沖信號(hào)頻率與參考頻率作比較，當(dāng)實(shí)際脈沖信號(hào)的振蕩頻率偏離所述參考頻率時(shí)，所述電動(dòng)穩(wěn)頻反饋裝置900會(huì)依據(jù)所述參考頻率對(duì)接收到的脈沖信號(hào)作調(diào)制，由電動(dòng)穩(wěn)頻反饋裝置900調(diào)制后輸出的反饋調(diào)節(jié)信號(hào)能夠?qū)λ鰤弘娞沾?40施加相應(yīng)的修正電壓，相應(yīng)改變拔高鏡430的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)光纖激光器1000中環(huán)形諧振腔的腔長(zhǎng)，直至實(shí)際由光分束器700i端口輸出的脈沖激光信號(hào)的頻率和參考頻率的差值在可接受范圍內(nèi)，從而可以自動(dòng)修正輸出脈沖激光重復(fù)頻率的偏差。

本實(shí)施例提供的光纖激光器1000，能夠通過(guò)電動(dòng)穩(wěn)頻反饋裝置900中預(yù)設(shè)的參考頻率對(duì)實(shí)際輸出的脈沖激光的重復(fù)頻率進(jìn)行自動(dòng)修正，簡(jiǎn)化了人為操作，實(shí)現(xiàn)了低抖動(dòng)頻率、可自啟動(dòng)、小型輕量化的激光器。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖激光器及光學(xué)系統(tǒng)，通過(guò)多功能光纖器件的耦合、偏振隔離等功能實(shí)現(xiàn)環(huán)形鎖模諧振腔，使得從泵浦光源輸出的泵浦光能夠在增益光纖內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)光并在環(huán)形諧振腔中重復(fù)振蕩放大，產(chǎn)生的超短脈沖通過(guò)所述多功能光纖器件部分輸出；另外，在環(huán)形諧振腔中設(shè)置具有外接信號(hào)輸入端口的腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊，可以通過(guò)從外部輸入腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)信號(hào)來(lái)改變所述腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)模塊內(nèi)光通過(guò)的光程，即改變了環(huán)形諧振腔內(nèi)光傳播的幾何路徑長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)了諧振腔長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鎖模脈沖重復(fù)頻率的調(diào)節(jié)和控制。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖激光器設(shè)計(jì)了腔長(zhǎng)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)頻率的微調(diào)以及低頻率抖動(dòng)的脈沖輸出，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高、可工程化。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。