【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光发生，尤其涉及一种双向环形光纤双光梳激光发生装置及发生方法。
技术介绍
1、双光梳在双光梳光谱、激光测距、泵浦-探测实验等领域具有广泛的应用前景，是目前精密光学仪器重要发展方向之一。锁模激光器是目前实现光频梳最为常用的技术手段。传统的双光梳系统一般是利用两个独立的锁模激光器来实现。在自由运转情况下，两个独立锁模激光器的互相干性较差，因此需要对两个重复频率略有不同的锁模激光器的频率进行锁定。但是，该方法实现的双光梳系统庞大复杂且成本高昂，其主要原因在于需要复杂的频率锁定相关电子设备。因此，具有共腔形式的双光梳锁模激光器是目前双光梳激光器领域被高度关注的重要发展趋势。具有共腔形式的双光梳锁模激光器的优势在于两个光频梳可以利用共腔的特性，被动消除大部分由腔长变化所引起的重复频率差波动，使得它们即使在自由运转的情况下仍然具有高度的互相干性，因而没有对锁频电子器件的需要。
2、目前，共腔双光梳锁模激光器主要基于光纤、全固态和半导体三种激光技术。相较于传统的固体激光器，光纤激光器具有很多优点。首先，光纤增益介质的几何形状本身就具有很大的表面积，腔内产生的热量很容易散发到空气或者周围介质中，不需要设计额外的热沉而只需使用简单的冷却装置就能够在较高输出功率下进行有效的散热并得到较好的光束质量。其次，光纤激光器由于其具有较长的有源腔长和较细的导引光纤使得电光转换效率远高于传统固体激光器，不需要太高的泵浦功率就可以有效地产生激光。此外，光纤的波导结构对激光光束的限制作用也保证了输出光束的质量，不容易出现传统固体激光器经
3、现有技术中，光纤单腔双光梳的实现方法主要有三种，包括波长复用、偏振复用和方向复用。光纤单腔双光梳虽然具有很好的共腔特性，但是都存在或部分存在三个缺点：一是存在双光梳的交叉耦合，从而引起脉冲碰撞和增益竞争等非稳定性因素；二是双光梳的重复频率差的可调性差，从而影响实际应用中对测量速度和带宽选择；三是难以进行重复频率的同时锁定，从而适应更高精度的测量需求。因此设计新型的具有灵活的重频差调谐性的单腔光纤双光梳激光器是该研究领域的重要发展方向之一。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种双向环形光纤双光梳激光发生装置及发生方法，解决了现有技术中实现光纤双光梳时两个脉冲重复频率的可调性差的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种双向环形光纤双光梳激光发生装置，包括泵浦激光器，泵浦激光器的发射端设有泵浦光分离装置；泵浦光分离装置的光输出端连接有两路光纤，两路光纤分别连接第一波分复用器和第二波分复用器；
4、第一波分复用器通过第一增益光纤连接顺时针激光锁模装置；顺时针激光锁模装置的光输出端通过光纤连接第一环形器；第一环形器与第一波分复用器连接；
5、第二波分复用器通过第二增益光纤连接逆时针激光锁模装置；逆时针激光锁模装置的光输出端通过光纤连接第二环形器；第二环形器与第二波分复用器连接；
6、第一环形器和第二环形器通过共路光纤连接。
7、在本方案中，泵浦激光器用于发出激光光束，激光光束经过泵浦光分离装置分离成两束泵浦光，两束泵浦光分别经过第一波分复用器和第二波分复用器，这样两束泵浦光功率相当且幅值波动一致，有利于增强两锁模脉冲的相干性；第一波分复用器和第二波分复用器把泵浦光分离装置输出的980nm的光透射过去，把1030nm的光反射回激光器腔内；从第一波分复用器和第二波分复用器透射出来的两束泵浦光分别通过第一增益光纤和第二增益光纤转化为1030nm的受激辐射光束；其中一束受激辐射光束经过顺时针激光锁模装置和第一环形器，再通过共路光纤传输到第二环形器；另一束受激辐射光束经过逆时针激光锁模装置和第二环形器，再通过共路光纤传输到第一环形器；第二环形器和第一环形器放置在两个锁模装置的两端，搭建一个双分支系统，这样两个方向产生的脉冲信号在非公路部分互不干扰，可以灵活调节顺时针锁模脉冲和逆时针锁模脉冲所经历的腔长。
8、进一步地，顺时针激光锁模装置包括第一准直器，第一准直器的光输入端与第一增益光纤连接，第一准直器的光输出端依次设置有第一四分之一波片、第一二分之一波片和第一偏振分光棱镜；第一偏振分光棱镜的光输出端依次设置有第二二分之一波片、第二四分之一波片和第二准直器；第二准直器的光输出端通过光纤连接第一环形器。
9、在本方案中，通过旋转第一四分之一波片和第一二分之一波片使得偏振态发生旋转，进而控制不同脉冲峰值功率，形成可饱和吸收效应，实现锁模；相对于大部分依赖于真实锁模材料实现锁模的双向锁模光纤双光梳激光器，非线性偏振旋转锁模机制的时间响应更快，光谱宽度更宽。第二二分之一波片用于调整光束的偏正方向，四分之一波片再将椭圆偏振光转成线偏振光，使光束以线偏振光的形式依次经过第一环形器和第二环形器。
10、进一步地，第一偏振分光棱镜和第二二分之一波片之间还设有第一滤波片。
11、进一步地，逆时针激光锁模装置包括第三准直器，第三准直器的光输入端与第二增益光纤连接，第三准直器的光输出端依次设置有第三四分之一波片、第三二分之一波片和第二偏振分光棱镜；第二偏振分光棱镜的光输出端依次设置有第四二分之一波片、第四四分之一波片和第四准直器；第四准直器的光输出端通过光纤连接第二环形器。
12、进一步地，第二偏振分光棱镜和第四二分之一波片之间配置有第二滤波片。
13、进一步地，泵浦光分离装置为光纤耦合器。
14、第二方面，本专利技术基于第一方面提供的双向环形光纤双光梳激光发生装置，提供一种双向环形光纤双光梳激光发生方法，包括以下步骤：
15、s1：泵浦激光器发出一束泵浦激光光束；
16、s2：泵浦激光光束经过泵浦光分离装置被分为相等功率的两束泵浦光，两束泵浦光分别通过两路光纤输入到第一波分复用器和第二波分复用器；
17、s3：透射过第一波分复用器和第二波分复用器的两束泵浦光分别传输到第一增益光纤和第二增益光纤，转化为1030nm的受激辐射光束；
18、s4：第一增益光纤输出的受激辐射光束依次经过顺时针激光锁模装置、第一环形器和第二环形器，回到第一波分复用器，构建顺时针谐振腔，形成顺时针方向的连续光输出；
19、第二增益光纤输出的受激辐射光束依次经过逆时针激光锁模装置、第二环形器和第一环形器，回到第二波分复用器，构建逆时针谐振腔，形成逆时针方向的连续光输出；
20、s5：顺时针方向的连续光经过顺时针激光锁模装置，旋转第一四分之一波片和第一二分之一波片控制不同脉冲的峰值功率，通过第一偏振分光棱镜形成可饱和吸收效应，实现顺时针锁模脉冲输出；
21、逆时针方向的连续光经过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双向环形光纤双光梳激光发生装置，其特征在于：包括泵浦激光器(1)，所述泵浦激光器(1)的发射端设有泵浦光分离装置(2)；所述泵浦光分离装置(2)的光输出端连接有两路光纤，两路光纤分别连接第一波分复用器(3)和第二波分复用器(4)；
2.根据权利要求1所述的双向环形光纤双光梳激光发生装置，其特征在于：所述顺时针激光锁模装置(7)包括第一准直器(71)，所述第一准直器(71)的光输入端与所述第一增益光纤(5)连接，所述第一准直器(71)的光输出端依次设置有第一四分之一波片(72)、第一二分之一波片(73)和第一偏振分光棱镜(74)；所述第一偏振分光棱镜(74)的光输出端依次设置有第二二分之一波片(75)、第二四分之一波片(76)和第二准直器(77)；所述第二准直器(77)的光输出端通过光纤连接所述第一环形器(11)。
3.根据权利要求2所述的双向环形光纤双光梳激光发生装置，其特征在于：所述第一偏振分光棱镜(74)和所述第二二分之一波片(75)之间还设有第一滤波片(9)。
4.根据权利要求1所述的双向环形光纤双光梳激光发生装置，其特征在于：所
5.根据权利要求4所述的双向环形光纤双光梳激光发生装置，其特征在于：所述第二偏振分光棱镜(84)和所述第四二分之一波片(85)之间配置有第二滤波片(10)。
6.根据权利要求1所述的双向环形光纤双光梳激光发生装置，其特征在于：所述泵浦光分离装置(2)为光纤耦合器。
7.一种根据权利要求1～6任一所述的双向环形光纤双光梳激光发生装置的发生方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种双向环形光纤双光梳激光发生装置，其特征在于：包括泵浦激光器(1)，所述泵浦激光器(1)的发射端设有泵浦光分离装置(2)；所述泵浦光分离装置(2)的光输出端连接有两路光纤，两路光纤分别连接第一波分复用器(3)和第二波分复用器(4)；
2.根据权利要求1所述的双向环形光纤双光梳激光发生装置，其特征在于：所述顺时针激光锁模装置(7)包括第一准直器(71)，所述第一准直器(71)的光输入端与所述第一增益光纤(5)连接，所述第一准直器(71)的光输出端依次设置有第一四分之一波片(72)、第一二分之一波片(73)和第一偏振分光棱镜(74)；所述第一偏振分光棱镜(74)的光输出端依次设置有第二二分之一波片(75)、第二四分之一波片(76)和第二准直器(77)；所述第二准直器(77)的光输出端通过光纤连接所述第一环形器(11)。
3.根据权利要求2所述的双向环形光纤双光梳激光发生装置，其特征在于：所述第一偏振分光棱镜(74)和所述第二二分之一波片(75)之间还设有第一滤波片(9)。<...
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