本发明涉及一种超连续谱产生装置，具体涉及一种光谱分布不随功率改变的超连续谱产生方法及装置。所述装置包含DSR激光器、光纤放大器、第一泵浦光源、耦合器、第二泵浦光源和第三泵浦光源；采用本发明一是可以获得峰值功率恒定不随泵浦功率改变而改变的光脉冲，并且需要的峰值功率可通过改变结构内器件的参数调节；二是可以获得光谱分布不随输出功率变化的超连续谱，增加其应用过程中的稳定性实用性可靠性；三是结构简单，易于操作，通过合适的泵浦功率分配即可实现峰值功率恒定不随泵浦功率改变的光脉冲以及光谱分布不随输出功率变化的超连续谱，不涉及多余的环节，能量利用率高。
1.一种光谱分布不随功率改变的超连续谱产生方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
第一步采集DSR激光器1参数，计算DSR激光器1泵浦功率和输出脉冲宽度关系：
测量DSR激光器1的一组泵浦功率以及对应的脉冲宽度数据：X0,X1,…,Xn和τ0,τ1,…,τn，其中X0为DSR激光器1中脉冲起振的阈值，τ0为起振时的输出脉冲宽度；结合DSR激光器1泵浦功率和脉冲宽度的数据，按照线性拟合的方法计算出DSR激光器1泵浦功率和脉冲宽度关系的斜率k；
第二步采集光纤放大器2参数，计算光纤放大器2泵浦功率和输出脉冲峰值功率关系：
任意调节DSR激光器1的泵浦功率为大于阈值X0的X1和X2，分别对应输出脉冲的脉冲宽度为τ1和τ2；固定DSR激光器1输出脉冲宽度处于τ1和τ2时，分别测量光纤放大器2泵浦功率数据和放大后的脉冲峰值功率数据，按照线性拟合法计算出光纤放大器2泵浦功率和放大后的脉冲峰值功率关系的斜率；根据该斜率与脉冲宽度成反比，与脉冲周期以及光纤放大器2放大效率成正比的关系，将脉冲宽度为τ1和τ2下的斜率分别表达为： 其中η代表光纤放大器2的放大效率，T是脉冲的周期；
按照放大过程中脉冲宽度不变的近似规则，放大过程中的脉冲宽度维持τ1和τ2；脉冲宽度为τ1和τ2时，放大后的脉冲峰值功率和光纤放大器2泵浦功率关系如下：x0为光纤放大器2的放大阈值，Pin为DSR激光器1输出脉冲的峰值功率，P1和P2分别表示脉冲宽度为τ1和τ2的脉冲放大后的峰值功率，ηTx代表泵浦光源作用于光纤放大器2时对脉冲做的功，对脉冲宽度为τ1和τ2的脉冲造成的脉冲峰值功率变化量正比于 和第三步计算耦合比：DSR激光器1输出的脉冲经过光纤放大器2后的峰值功率变化量为(Pout-Pin)，Pout为所需要得到的峰值功率；在脉冲宽度为τ1和τ2时，光纤放大器2的泵浦功率变化量为：DSR激光器1输出脉冲宽度从τ1增加到τ2时，DSR激光器1的泵浦功率变化量为：
耦合器4的耦合比即为DSR激光器1和光纤放大器2的泵浦功率的变化量之比：
将第一泵浦光源3的泵浦功率设置为X0，第二泵浦光源5的泵浦功率设置为x0，选取耦合器4的耦合比为 调节第三泵浦光源6即可实现按比例给DSR激光器1和光纤放大器2供能，实现光谱分布不随功率改变的超连续谱地产生。
2.一种根据权利要求1所述光谱分布不随功率改变的超连续谱产生方法，其特征在于：
3.一种根据权利要求1所述方法的超连续谱产生装置，其特征在于：包括DSR激光器(1)、光纤放大器(2)、第一泵浦光源(3)、耦合器(4)，第二泵浦光源(5)和第三泵浦光源(6)；
DSR激光器(1)的输出端连接光纤放大器(2)，第一泵浦光源(3)的输出端连接DSR激光器(1)，并将第一泵浦光源(3)的泵浦功率设定为DSR激光器(1)的起振阈值，第二泵浦光源(5)的输出端连接光纤放大器(2)，并将第二泵浦光源(5)的泵浦功率设定为光纤放大器(2)的放大阈值，耦合器(4)为一分二耦合器，第三泵浦光源(6)的输出端连接耦合器(4)的输入端，耦合器(4)的两个输出端分别连接DSR激光器(1)和光纤放大器(2)；通过按权利要求1所述方法计算出来的耦合器(4)的耦合比将第三泵浦光源(6)的泵浦光功率分配给DSR激光器(1)和光纤放大器(2)，即能产生光谱分布不随功率改变的超连续谱输出。
4.一种根据权利要求1所述方法的超连续谱产生装置，其特征在于：包括DSR激光器(1)、光纤放大器(2)、第一泵浦光源(3)、耦合器4和第三泵浦光源(6)；DSR激光器(1)的输出端连接光纤放大器(2)，第一泵浦光源(3)的输出端连接DSR激光器(1)，并将第一泵浦光源(3)的泵浦光功率设定为DSR激光器(1)的起振阈值，耦合器(4)为一分二耦合器，第三泵浦光源(6)的输出端连接耦合器(4)的输入端，耦合器(4)的两个输出端分别连接DSR激光器(1)和光纤放大器(2)；通过按权利要求1所述方法计算出来的耦合器(4)的耦合比将第三泵浦光源(6)的泵浦光功率分配给DSR激光器(1)和光纤放大器(2)，即能产生光谱分布不随功率改变的超连续谱输出。
5.一种根据权利要求1所述方法的超连续谱产生装置，其特征在于：包括DSR激光器(1)、光纤放大器(2)、耦合器(4)、第二泵浦光源(5)和第三泵浦光源(6)；DSR激光器(1)的输出端连接光纤放大器(2)，第二泵浦光源(5)的输出端连接光纤放大器(2)，耦合器(4)为一分二耦合器，第三泵浦光源(6)的输出端连接耦合器(4)的输入端，耦合器(4)的两个输出端分别连接DSR激光器(1)和光纤放大器(2)；通过按权利要求1所述方法计算出来的耦合器(4)的耦合比将第三泵浦光源(6)的泵浦光功率分配给DSR激光器(1)和光纤放大器(2)，即能产生光谱分布不随功率改变的超连续谱输出。
6.一种根据权利要求1所述方法的超连续谱产生装置，其特征在于：包括DSR激光器(1)、光纤放大器(2)、耦合器(4)和第三泵浦光源(6)；DSR激光器(1)的输出端连接光纤放大器(2)，耦合器(4)为一分二耦合器，第三泵浦光源(6)的输出端连接耦合器(4)的输入端，耦合器(4)的两个输出端分别连接DSR激光器(1)和光纤放大器(2)；通过按权利要求1所述方法计算出来的耦合器(4)的耦合比将第三泵浦光源(6)的泵浦光功率分配给DSR激光器(1)和光纤放大器(2)，即能产生光谱分布不随功率改变的超连续谱输出。
7.一种根据权利要求1所述方法的超连续谱产生装置，其特征在于：包括DSR激光器(1)、光纤放大器(2)、第一泵浦光源(3)和第二泵浦光源(5)；DSR激光器(1)的输出端连接光纤放大器(2)，第一泵浦光源(3)的输出端连接DSR激光器(1)，第二泵浦光源(5)的输出端连接光纤放大器(2)；采用按权利要求1所述方法计算出来的耦合比，将第一泵浦光源(3)和第二泵浦光源(5)的泵浦光功率按比例分配给DSR激光器(1)和光纤放大器(2)，即能产生光谱分布不随功率改变的超连续谱输出。
8.一种根据权利要求3至7任一条所述的超连续谱产生装置，其特征在于：所述DSR激光器(1)可以由其它种类的峰值功率不随泵浦功率改变的脉冲光源替代，例如采用电调脉冲经过脉冲整形和放大的激光器。
9.一种根据权利要求3至7任一条所述的超连续谱产生装置，其特征在于：所述DSR激光器(1)输出的光脉冲宽度范围在飞秒到微秒，保证在光纤放大器(2)中放大时脉冲宽度几乎不变，放大后的脉冲峰值功率随光纤放大器(2)的泵浦功率呈线性增加。
10.一种根据权利要求3至7任一条所述的超连续谱产生装置，其特征在于：在光纤放大器(2)中增益光纤非线性效应较弱，导致放大过程中不能产生超连续谱的情况下，需要添加非线性介质(8)。
11.一种根据权利要求10所述的超连续谱产生装置，其特征在于：所述非线性介质(8)包括各种可以产生非线性变换的光纤，如传统无源光纤、掺杂光纤、微结构光纤、拉锥光纤。
12.一种根据权利要求10所述的超连续谱产生装置，其特征在于：在非线性介质(8)存在较强反射回光的情况下，需要在光纤放大器(2)与非线性介质(8)之间添加隔离器(7)。
13.一种根据权利要求3至7任一条所述的超连续谱产生装置，其特征在于：装置中器件的连接方式是通过尾纤相连。
一种光谱分布不随功率改变的超连续谱产生方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种超连续谱产生装置，具体涉及一种光谱分布不随功率改变的超连续谱产生方法及装置。
背景技术
[0002] 超连续谱光源同时具有光谱宽、亮度高和空间相干性好等优点，在光学测量、分子光谱学、生物医学成像及光学生物组织蚀除等方面有着广泛的应用前景，是光源领域的研究热点之一。目前，超连续谱主要通过将脉冲激光输入到非线性介质(例如光子晶体光纤)中进行非线性展宽的方式获得，在非线性介质的长度，泵浦脉冲的形状和波长固定后，超连续谱的光谱分布主要由泵浦它的脉冲激光器的峰值功率决定。由于泵浦功率会影响脉冲激光器的峰值功率，脉冲激光器峰值功率的变化引起超连续谱的输出光谱和输出功率变化，所以，最终激发的超连续谱的光谱分布会随着其输出功率的变化而变化。因此，如何获得光谱分布不随输出功率变化的超连续谱是本领域研究人员极为关注的技术问题，根本途径是获得一个峰值功率不随泵浦功率改变的脉冲激光器。
[0003] 耗散孤子共振锁模(Dissipative Soliton Resonance，DSR)脉冲是一种可以产生极大能量的锁模脉冲，在2008年通过理论计算预测出现，2009年被实验证实。理论和实验表明，在耗散孤子共振状态下，随着泵浦功率的提高，脉冲可以极大展宽，但维持峰值功率不变。但是，现有DSR激光器在直接泵浦非线性介质产生超连续谱的应用中存在以下缺点：现有的DSR激光器功率最高在一千瓦级，需要经过单级或多级放大器进行功率放大到数千瓦量级，才可以作为超连续谱光源的泵浦源，但直接放大DSR激光器之后得到的脉冲失去了峰值功率不随泵浦功率改变的特性。
[0004] 而本发明能有效弥补上述DSR激光器进行直接放大的缺点，产生一个峰值功率不随泵浦功率改变的光纤激光器，同时得到光谱分布不随输出功率变化的超连续谱。
发明内容
[0005] 针对直接放大DSR激光器的不足之处，本发明提出一种光谱分布不随功率改变的超连续谱产生方法及装置，要解决的技术问题是通过分配DSR激光器泵浦功率和放大器泵浦功率，将DSR脉冲的峰值功率放大数倍甚至数个量级，得到输出脉冲峰值功率不随泵浦功率改变的光纤激光器，获得光谱分布不随输出功率变化的超连续谱。
[0006] 本发明所采用的技术方案为：一种光谱分布不随功率改变的超连续谱产生方法，针对包含DSR激光器1、光纤放大器2、第一泵浦光源3、耦合器4、第二泵浦光源5和第三泵浦光源6的超连续谱产生装置，包括以下步骤：
[0007] 第一步采集DSR激光器1参数，计算DSR激光器1泵浦功率和输出脉冲宽度关系：
[0008] 测量DSR激光器1的一组泵浦功率以及对应的脉冲宽度数据：X0,X1,…,Xn和τ0,τ1,…,τn，其中X0为DSR激光器1中脉冲起振的阈值(DSR激光器需要一定的泵浦功率才能开始输出脉冲，该泵浦功率即为DSR激光器脉冲起振的阈值)，τ0为起振时的输出脉冲宽度；结合DSR激光器1泵浦功率和脉冲宽度的数据，按照线性拟合的方法计算出DSR激光器1泵浦功率和脉冲宽度关系的斜率k；
[0009] 第二步采集光纤放大器2参数，计算光纤放大器2泵浦功率和输出脉冲峰值功率关系：
[0010] 任意调节DSR激光器1的泵浦功率为大于阈值X0的X1和X2，分别对应输出脉冲的脉冲宽度为τ1和τ2；固定DSR激光器1输出脉冲宽度处于τ1和τ2时，分别测量光纤放大器2泵浦功率数据和放大后的脉冲峰值功率数据，按照线性拟合法计算出光纤放大器2泵浦功率和放大后的脉冲峰值功率关系的斜率；根据该斜率与脉冲宽度成反比，与脉冲周期以及光纤放大器2放大效率成正比的关系，将脉冲宽度为τ1和τ2下的斜率分别表达为： 其中η代表光纤放大器2的放大效率，T是脉冲的周期；
[0011] 按照放大过程中脉冲宽度不变的近似规则，放大过程中的脉冲宽度维持τ1和τ2；脉冲宽度为τ1和τ2时，放大后的脉冲峰值功率和光纤放大器2泵浦功率关系如下：
[0012]
[0013]
[0014] x0为光纤放大器2的放大阈值(脉冲经过光纤放大器时，由于光纤放大器中的增益介质存在一定的吸收，需要将光纤放大器的泵浦功率设置为一定数值才能使得输入的脉冲峰值功率刚好不被放大也不减小，泵浦功率高于该数值后脉冲峰值功率才开始被放大，该泵浦功率即为光纤放大器的放大阈值)，Pin为DSR激光器1输出脉冲的峰值功率，P1和P2分别表示脉冲宽度为τ1和τ2的脉冲放大后的峰值功率，ηTx代表泵浦光源作用于光纤放大器2时对脉冲做的功，对脉冲宽度为τ1和τ2的脉冲造成的脉冲峰值功率变化量正比于 和[0015] 第三步计算耦合比：
[0016] DSR激光器1输出的脉冲经过光纤放大器2后的峰值功率变化量为(Pout-Pin)，Pout为所需要得到的峰值功率；在脉冲宽度为τ1和τ2时，光纤放大器2的泵浦功率变化量为：
[0017]
[0018] DSR激光器1输出脉冲宽度从τ1增加到τ2时，DSR激光器1的泵浦功率变化量为：
[0019]
[0020] 耦合器4的耦合比即为DSR激光器1和光纤放大器2的泵浦功率的变化量之比：
[0021]
[0022] 第四步产生超连续谱：
[0023] 将第一泵浦光源3的泵浦功率设置为X0，第二泵浦光源5的泵浦功率设置为x0，选取耦合器4的耦合比为 调节第三泵浦光源6即可实现按比例给DSR激光器1和光纤放大器2供能，实现光谱分布不随功率改变的超连续谱地产生。
[0024] 进一步地，第一步和第二步中线性拟合的方法为一阶线性拟合法。
[0025] 本发明还提供一种基于以上方法的超连续谱产生装置，包括DSR激光器1、光纤放大器2、第一泵浦光源3、耦合器4，第二泵浦光源5和第三泵浦光源6；DSR激光器1的输出端连接光纤放大器2，第一泵浦光源3的输出端连接DSR激光器1，并将第一泵浦光源3的泵浦功率设定为DSR激光器1的起振阈值，第二泵浦光源5的输出端连接光纤放大器2，并将第二泵浦光源5的泵浦功率设定为光纤放大器2的放大阈值，耦合器4为一分二耦合器，第三泵浦光源6的输出端连接耦合器4的输入端，耦合器4的两个输出端分别连接DSR激光器1和光纤放大器2；通过按以上方法计算出来的耦合器4的耦合比将第三泵浦光源6的泵浦光功率分配给DSR激光器1和光纤放大器2，即能产生光谱分布不随功率改变的超连续谱输出。
[0026] 本发明还提供第二种基于以上方法的超连续谱产生装置，包括DSR激光器1、光纤放大器2、第一泵浦光源3、耦合器4和第三泵浦光源6；DSR激光器1的输出端连接光纤放大器2，第一泵浦光源3的输出端连接DSR激光器1，并将第一泵浦光源3的泵浦光功率设定为DSR激光器1的起振阈值，耦合器4为一分二耦合器，第三泵浦光源6的输出端连接耦合器4的输入端，耦合器4的两个输出端分别连接DSR激光器1和光纤放大器2；通过按以上方法计算出来的耦合器4的耦合比将第三泵浦光源6的泵浦光功率分配给DSR激光器1和光纤放大器2，即能产生光谱分布不随功率改变的超连续谱输出。在光纤放大器2的放大阈值远小于按比例提供给光纤放大器2的泵浦光时，不需要第二泵浦光源5来额外提供放大阈值，第三泵浦光源6的泵浦光一开启即能使光纤放大器2实现对输入脉冲峰值功率的放大作用。
[0027] 本发明还提供第三种基于以上方法的超连续谱产生装置，包括DSR激光器1、光纤放大器2、耦合器4、第二泵浦光源5和第三泵浦光源6；DSR激光器1的输出端连接光纤放大器2，第二泵浦光源5的输出端连接光纤放大器2，耦合器4为一分二耦合器，第三泵浦光源6的输出端连接耦合器4的输入端，耦合器4的两个输出端分别连接DSR激光器1和光纤放大器2；
通过按以上方法计算出来的耦合器4的耦合比将第三泵浦光源6的泵浦光功率分配给DSR激光器1和光纤放大器2，即能产生光谱分布不随功率改变的超连续谱输出。在DSR激光器1的起振阈值远小于按比例提供给DSR激光器1的泵浦光时，无需第一泵浦光源3来额外提供起振阈值，第三泵浦光源6的泵浦光一开启即能使DSR激光器1开始输出脉冲。
[0028] 本发明还提供第四种基于以上方法的超连续谱产生装置，包括DSR激光器1、光纤放大器2、耦合器4和第三泵浦光源6；DSR激光器1的输出端连接光纤放大器2，耦合器4为一分二耦合器，第三泵浦光源6的输出端连接耦合器4的输入端，耦合器4的两个输出端分别连接DSR激光器1和光纤放大器2；通过按以上方法计算出来的耦合器4的耦合比将第三泵浦光源6的泵浦光功率分配给DSR激光器1和光纤放大器2，即能产生光谱分布不随功率改变的超连续谱输出。在DSR激光器1起振阈值和光纤放大器2的放大阈值都远小于按比例提供的泵浦光时，无需第一泵浦光源3和第二泵浦光源5来额外提供起振阈值和放大阈值，一开启第三泵浦光源6即可使得DSR激光器1输出脉冲并且光纤放大器2对脉冲放大。
[0029] 本发明还提供第五种基于以上方法的超连续谱产生装置，包括DSR激光器1、光纤放大器2、第一泵浦光源3和第二泵浦光源5；DSR激光器1的输出端连接光纤放大器2，第一泵浦光源3的输出端连接DSR激光器1，第二泵浦光源5的输出端连接光纤放大器2；采用按以上方法计算出来的耦合比，将第一泵浦光源3和第二泵浦光源5的泵浦光功率按比例分配给DSR激光器1和光纤放大器2，即能产生光谱分布不随功率改变的超连续谱输出。在合适比例的耦合器4不可得的情况下，通过第一泵浦光源3和第二泵浦光源5按上述比例直接泵浦DSR激光器1和光纤放大器2。
[0030] 进一步地，所述DSR激光器1可以由其它种类的峰值功率不随泵浦功率改变的脉冲光源替代，例如采用电调脉冲经过脉冲整形和放大的激光器。
[0031] 进一步地，所述DSR激光器1输出的光脉冲宽度范围在飞秒到微秒，保证在光纤放大器2中放大时脉冲宽度几乎不变，放大后的脉冲峰值功率随光纤放大器2的泵浦功率呈线性增加。
[0032] 进一步地，在光纤放大器2中增益光纤非线性效应较弱，导致放大过程中不能产生超连续谱的情况下，需要添加非线性介质8。
[0033] 进一步地，所述非线性介质8包括各种可以产生非线性变换的光纤，如传统无源光纤、掺杂光纤、微结构光纤(含光子晶体光纤)、拉锥光纤等。
[0034] 进一步地，在非线性介质8存在较强反射回光的情况下，需要在光纤放大器2与非线性介质8之间添加隔离器7。
[0035] 进一步地，装置中器件的连接方式是通过尾纤相连。
[0036] 本发明基于以下原理：脉冲激光被放大时输出的峰值功率与放大器的泵浦光功率成正比。在同样的放大器泵浦光功率下，宽脉冲的放大倍率低于窄脉冲。当输入放大器的脉冲宽度增加时，通过增加放大器的泵浦功率，为增加部分的脉冲提供能量，可以将宽脉冲和窄脉冲都放大到同样的峰值功率。输入放大器的脉冲宽度可以通过增减DSR激光器的泵浦功率改变。通过增加输入放大器的脉冲的宽度同时增加放大器泵浦功率，或者减小输入放大器的脉冲的宽度同时减小放大器泵浦功率，可以得到输出峰值功率相等但是宽度不同的脉冲。最终由于脉冲峰值功率恒定，经过非线性介质产生的超连续谱光谱分布恒定，但是超连续谱的输出功率随着脉冲能量增加而增加。
[0037] 本发明的有益效果如下：
[0038] 一是可以获得峰值功率恒定不随泵浦功率改变而改变的光脉冲，并且需要的峰值功率可通过改变结构内器件的参数(如耦合器4的耦合比)调节；
[0039] 二是可以获得光谱分布不随输出功率变化的超连续谱，增加其应用过程中的稳定性实用性可靠性；
[0040] 三是结构简单，易于操作，通过合适的泵浦功率分配即可实现峰值功率恒定不随泵浦功率改变的光脉冲以及光谱分布不随输出功率变化的超连续谱，不涉及多余的环节，能量利用率高。
附图说明
[0041] 图1是本发明实施例一，采用三个泵浦源和一个耦合器提供泵浦；
[0042] 图2是本发明实施例二，采用两个泵浦源和一个耦合器提供泵浦；
[0043] 图3是本发明实施例三，采用两个泵浦源和一个耦合器提供泵浦；
[0044] 图4是本发明实施例四，采用一个泵浦源和一个耦合器提供泵浦；
[0045] 图5是本发明实施例五，采用两个泵浦源分别提供泵浦；
[0046] 图6是本发明实施例六，额外增加非线性介质产生超连续谱，并在需要时采用隔离器避免反射回光；
[0047] 图7是解释实现峰值功率不随泵浦功率改变的光纤激光器的原理简图；(a)DSR激光器泵浦功率与脉冲宽度对应关系图(b)光纤放大器输入泵浦光功率与输出脉冲峰值功率对应关系图；
[0048] 图8是本发明的峰值功率不变脉冲宽度增加的输出脉冲示意图；
[0049] 图9是本发明的峰值功率不随泵浦功率改变的输出超连续谱示意图。
具体实施方式
[0050] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
[0051] 图1是本发明实施例一，采用三个泵浦源和一个耦合器提供泵浦的结构图，其中DSR激光器1连接到光纤放大器2进行放大。第一泵浦光源3连接DSR激光器1，其功率设定为DSR激光器1的起振阈值，第二泵浦光源5连接光纤放大器2，其功率设定为光纤放大器2的放大阈值。第三泵浦光源6通过耦合器4进行功率分配，供给DSR激光器1和光纤放大器2能量。
[0052] 图2是本发明实施例二，采用两个泵浦源和一个耦合器提供泵浦的结构图，其中DSR激光器1连接到光纤放大器2进行放大。第一泵浦光源3连接DSR激光器1，其功率设定为DSR激光器1的起振阈值。第三泵浦光源6通过耦合器4进行功率分配，供给DSR激光器1和光纤放大器2能量。此时光纤放大器2的放大阈值远小于按比例提供的泵浦光时，无需第二泵浦光源5。
[0053] 图3是本发明实施例三，同样是采用两个泵浦源和一个耦合器提供泵浦的结构图，其中DSR激光器1连接到光纤放大器2进行放大。第二泵浦光源5连接光纤放大器2，其功率设定为光纤放大器2的放大阈值。第三泵浦光源6通过耦合器4进行功率分配，供给DSR激光器1和光纤放大器2能量。此时DSR激光器1起振阈值远小于按比例提供的泵浦光，无需第一泵浦光源3。
[0054] 图4是本发明实施例四，采用一个泵浦源和一个耦合器提供泵浦的结构图，其中DSR激光器1连接到光纤放大器2进行放大。此时DSR激光器1起振阈值和光纤放大器2的放大阈值都远小于按比例提供的泵浦光，无需第一泵浦光源3和第二泵浦光源5。第三泵浦光源6通过耦合器4进行功率分配，供给DSR激光器1和光纤放大器2能量。
[0055] 图5是本发明实施例五，采用两个泵浦源提供泵浦的结构图，其中DSR激光器1连接到光纤放大器2进行放大。此时合适比例的耦合器4不可得，由第一泵浦光源3和第二泵浦光源5分别连接DSR激光器1和光纤放大器2按计算出的比例供给DSR激光器1和光纤放大器2能量。
[0056] 图6是本发明实施例六，该实施例在实施例一的基础上增加了隔离器7和非线性介质8；在光纤放大器2中增益光纤非线性效应较弱，导致放大过程中不能产生超连续谱的情况下，需要添加非线性介质8。并且在非线性介质8存在较强反射回光的情况下，需要在光纤放大器2与非线性介质8之间添加隔离器7。
[0057] 图7是解释实现峰值功率不随泵浦功率改变的光纤激光器的原理简图，图7(a)是DSR激光器的泵浦功率和脉冲宽度的对应关系图，图7(b)是光纤放大器的泵浦功率和放大后输出脉冲的峰值功率的对应关系。图7(a)中标出了脉冲宽度τ0，τ1和τ2以及对应的DSR泵浦功率，计算出了宽度和功率的关系表达式以及斜率k。图7(b)中实线对应输入到光纤放大器2中的脉冲宽度为τ1，虚线对应输入到光纤放大器2中的脉冲宽度为τ2。水平虚线表示的纵坐标位置说明此时不同脉冲宽度的输入脉冲被放大到同样的峰值功率，对应的横坐标表明光纤放大器2需要提供的泵浦功率值分别为x1和x2。
[0058] 借助图7解释采用上述装置产生峰值功率不随泵浦功率改变的超连续谱的方法：
[0059] 第一步采集DSR激光器1参数，计算DSR激光器1泵浦功率和输出脉冲宽度关系：测量DSR激光器1的一组泵浦功率以及对应的脉冲宽度数据：X0,X1,…,Xn和τ0,τ1,…,τn；其中X0为DSR激光器1中脉冲起振的阈值，τ0为起振时的输出脉冲宽度；结合DSR激光器1泵浦功率和脉冲宽度的数据，结合图7(a)，按照一阶线性拟合的方法计算出泵浦功率和脉冲宽度关系的斜率k。
[0060] 第二步采集光纤放大器2参数，计算光纤放大器2泵浦功率和输出脉冲峰值功率关系：任意调节DSR激光器1的泵浦功率为大于阈值X0的X1和X2，分别对应输出脉冲的脉冲宽度为τ1和τ2(τ1和τ2均处于DSR激光器1输出脉冲宽度范围内)；固定DSR激光器1输出脉冲宽度处于τ1和τ2时，分别测量光纤放大器2泵浦功率数据和放大后的脉冲峰值功率数据，结合图7(b)，按照一阶线性拟合法计算出光纤放大器2泵浦功率和放大后的脉冲峰值功率关系的斜率。结合该斜率与脉冲宽度成反比，与脉冲周期以及光纤放大器2放大效率成正比的关系，将脉冲宽度为τ1和τ2下的斜率分别表达为： 其中η代表光纤放大器2的放大效率，T是脉冲的周期。
[0061] 按照放大过程中脉冲宽度不变的近似规则，放大过程中的脉冲宽度维持τ1和τ2。脉冲宽度为τ1和τ2时，放大后的脉冲峰值功率和光纤放大器2泵浦功率关系式分别为：
[0062]
[0063]
[0064] x0为光纤放大器2的放大阈值，Pin为DSR激光器1输出脉冲的峰值功率，P1和P2分别表示脉冲宽度为τ1和τ2的脉冲放大后的峰值功率。ηTx代表泵浦光源作用于光纤放大器2时对脉冲做的功，对脉冲宽度为τ1和τ2的脉冲造成的脉冲峰值功率变化量正比于 和[0065] 第三步计算耦合比：DSR激光器1输出的脉冲经过光纤放大器2后的峰值功率变化量为(Pout-Pin)，Pout为所需要得到的峰值功率。在脉冲宽度为τ1和τ2时，光纤放大器2的泵浦功率变化量为：
[0066]
[0067] DSR激光器1输出脉冲宽度从τ1增加到τ2时，DSR激光器1的泵浦功率变化量为：
[0068]
[0069] 相应耦合器耦合比即为DSR激光器1和光纤放大器2的泵浦功率的变化量之比：
[0070]
[0071] 第四步产生超连续谱：将第一泵浦光源3的泵浦功率设置为X0，第二泵浦光源5的泵浦功率设置为x0，选取耦合器4的耦合比为 调节第三泵浦光源6即可实现按比例给DSR激光器1和光纤放大器2供能，实现光谱分布不随功率改变的超连续谱地产生。
[0072] 图8是得到的峰值功率不变的脉冲宽度增加的脉冲示意图。按照图1到图5中任一结构搭建系统，将DSR激光器的脉冲进行放大，可以获得脉冲宽度增加但是峰值功率保持不变的输出脉冲。
[0073] 图9是最终得到的峰值功率不随泵浦功率改变的输出超连续谱示意图。在图1到图5结构中光纤放大器2的输出端，以及图6中光纤光子晶体光纤8的输出端可以得到随着输出功率增加，光谱强度整体提升但是其分布保持稳定不变的超连续谱。
