中红外飞秒光纤激光光源系统

摘要

本发明公开了一种中红外飞秒光纤激光光源系统。其中，该系统包括：被动锁模光纤振荡腔，被配置为色散管理腔，用于输出具有正啁啾的高阶孤子脉冲；偏振模色散控制器,通过光纤连接被动锁模光纤振荡腔，用于对高阶孤子脉冲施加偏振模色散进行色散调制，输出经色散调制的高阶孤子脉冲；光纤放大器，通过光纤连接偏振模色散控制器，用于对经色散调制的高阶孤子脉冲进行放大操作和压缩操作，以实现经色散调制的高阶孤子脉冲向拉曼孤子脉冲的转换；碲基软玻璃光纤，通过光纤连接光纤放大器，用于将拉曼孤子脉冲平移到中红外波段上，得到中红外波段的可调谐飞秒拉曼孤子脉冲。本发明解决了拉曼孤子的转换效率较低的技术问题。

权利要求

1.一种中红外飞秒光纤激光光源系统，其特征在于，包括：

被动锁模光纤振荡腔(110)，被配置为色散管理腔，用于输出具有正啁啾的高阶孤子脉冲；

偏振模色散控制器(120),通过光纤连接所述被动锁模光纤振荡腔(110)，用于对所述高阶孤子脉冲施加偏振模色散进行色散调制，输出经色散调制的高阶孤子脉冲，其中，根据光纤放大器(130)输出的拉曼孤子脉冲的能量的反馈，确定施加至所述高阶孤子脉冲的偏振模色散的值，使得高阶孤子脉冲转换为拉曼孤子脉冲的能量转换效率达到最大值；

光纤放大器(130)，通过光纤连接所述偏振模色散控制器(120)，用于对所述经色散调制的高阶孤子脉冲进行放大操作和压缩操作，以实现所述经色散调制的高阶孤子脉冲向拉曼孤子脉冲的转换；

碲基软玻璃光纤(140)，通过光纤连接所述光纤放大器(130)，用于将所述拉曼孤子脉冲平移到中红外波段上，得到中红外波段的可调谐飞秒拉曼孤子脉冲；

所述偏振模色散控制器(120)中所用的光纤满足如下至少两个条件：

所用的光纤长度小于第一走离长度(LW1)，其中，所述第一走离长度(LW1)为所述经色散调制的高阶孤子脉冲在所用的光纤中的走离长度；以及所用的光纤在所述经色散调制的高阶孤子脉冲波长处为负色散。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述色散管理腔包括两种色散光纤、锁模器件以及偏振控制器件，所述色散管理腔的净色散量为正色散，腔的净色散为正并接近零值。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述两种色散光纤分别为二阶β2>0的正色散掺铥增益光纤和二阶色散β’2<0的负色散无源传输光纤，所述两种色散光纤的长度分别为正色散掺铥增益光纤的长度L1和负色散无源传输光纤的长度L2，所述色散管理腔的色散满足如下条件：0<β2*L1+β’2*L2≈0。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述锁模器件为宽光谱带宽的半导体可饱和吸收体、石墨烯、黑鳞或拓扑绝缘体材料。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述偏振控制器件用于调节所述色散管理腔中的偏振量，使得所述色散管理腔输出阶数大于10、宽度大于15nm、且中心波长位于

1900nm-2000nm之间的孤子脉冲。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述偏振模色散控制器(120)所用的光纤用于对所述经色散调制的高阶孤子脉冲进行预压缩，直到所述经色散调制的高阶孤子脉冲的宽度小于500fs，使得所述第一走离长度(LW1)接近该脉冲的第一色散长度，其中，所述第一色散长度(LD)为所述经色散调制的高阶孤子脉冲在所用的光纤中的色散长度。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光纤放大器(130)中所用的增益光纤采用掺铥或铥钬共掺光纤，所述增益光纤的零色散点靠近1900nm，用于增加第二走离长度(LW2)，且用于使所述经色散调制的高阶孤子脉冲工作在所述增益光纤的负色散区，以对所述经色散调制的高阶孤子脉冲进行压缩和放大；

所述第二走离长度(LW2)为所述经色散调制的高阶孤子脉冲在所述增益光纤中的走离长度，增加所述第二走离长度使得被压缩的所述经色散调制的高阶孤子脉冲在更长的走离距离上转化为所述拉曼孤子脉冲。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述碲基软玻璃光纤(140)为碲酸盐或碲化物光纤，调整所述碲基软玻璃光纤(140)的纤芯直径值来调整所述碲基软玻璃光纤(140)的零色散点，使其零色散点小于光纤放大器(130)中产生的拉曼孤子脉冲的波长，以使拉曼孤子脉冲高效率地向中红外波段转换，得到中红外飞秒拉曼孤子脉冲，中红外飞秒拉曼孤子脉冲传输过程中存在孤子压缩效应，碲基软玻璃光纤中产生的中红外飞秒拉曼孤子脉冲宽度低于光纤放大器(130)中输出的拉曼孤子脉冲。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，

通过调节偏振模色散控制器(120)中施加至所述高阶孤子脉冲的偏振模色散的值，来调节高阶孤子脉冲向拉曼孤子脉冲的转换效率；

通过调节光纤放大器(130)的放大倍率，来调节中红外飞秒拉曼孤子脉冲的波长，所述中红外飞秒拉曼孤子脉冲波长的调节范围为2000nm到3000nm。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，所述碲基软玻璃光纤(140)产生的中红外飞秒拉曼孤子脉冲为高纯度的脉冲，其中不包含多级拉曼孤子，不含有超连续光谱成分。

说明书

中红外飞秒光纤激光光源系统

技术领域

[0001] 本发明涉及激光器领域，具体而言，涉及一种中红外飞秒光纤激光光源系统。

背景技术

[0002] 可调谐高能量中红外飞秒脉冲在生物医疗、生物成像、中红外非线性、光学精密测量、特殊气体检测以及材料精密加工等众多领域具有重要的应用价值。目前产生高能量中红外飞秒脉冲主要靠光参量振荡（OPO/OPA）、特定波长中红外晶体（Fe:Znse、Cr:Znse）或掺铒/铥离子的软玻璃光纤获得。其获得途径复杂，系统庞大，操作困难，成本较高，不适合在多个领域大范围推广，限制了中红外飞秒脉冲在多个领域的应用。近年，随着非线性光纤光学的发展，利用光纤非线性特性获得激光光源与中红外超连续光源的研究成了研究热点。其中，利用孤子自频移效应，不仅可以获得高平均功率飞秒脉冲激光光源，还可以无需波长调谐器件就能实现宽带可调谐的飞秒激光脉冲输出。孤子自频移是指高峰值功率超短脉冲在负色散波导中传输时，进入非线性介质，在拉曼散射的作用下发生红移现象。拉曼孤子自频移由于其可以得到光谱可调谐的高质量飞秒脉冲，越来越受到人们的关注。通过使用拉曼孤子自频移的方式，可以获得常规增益光纤所不能覆盖的光谱范围的超短脉冲。

[0003] 目前，拉曼孤子得到广泛研究，但目前报道的拉曼孤子系统全光纤化程度不高；拉曼孤子光谱的纯净度不高，不能保持单个拉曼孤子激光的自频移，多表现为超连续光谱形式；拉曼孤子的转换效率较低，泵浦转换效率多低于50%。在光纤中得到宽带可调谐的高能量、高效率、高纯度的中红外拉曼孤子具有很高的应用意义。

[0004] 综上所述，针对拉曼孤子的转换效率较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

[0005] 本发明实施例提供了一种中红外飞秒光纤激光光源系统，以至少解决拉曼孤子的转换效率较低的技术问题。

[0006] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种中红外飞秒光纤激光光源系统，包括：被动锁模光纤振荡腔（110），被配置为色散管理腔，用于输出具有正啁啾的高阶孤子脉冲；
偏振模色散控制器（120）,通过光纤连接被动锁模光纤振荡腔（110），用于对高阶孤子脉冲施加偏振模色散进行色散调制，输出经色散调制的高阶孤子脉冲，其中，根据光纤放大器（130）输出的拉曼孤子脉冲的能量的反馈，确定施加至高阶孤子脉冲的偏振模色散的值，使得高阶孤子脉冲转换为拉曼孤子脉冲的能量转换效率达到最大值；光纤放大器（130），通过光纤连接偏振模色散控制器（120），用于对经色散调制的高阶孤子脉冲进行放大操作和压缩操作，以实现经色散调制的高阶孤子脉冲向拉曼孤子脉冲的转换；碲基软玻璃光纤（140），通过光纤连接光纤放大器（130），用于将拉曼孤子脉冲平移到中红外波段上，得到中红外波段的可调谐飞秒拉曼孤子脉冲。

[0007] 进一步地，色散管理腔包括两种色散光纤、锁模器件以及偏振控制器件，色散管理腔的净色散量为正色散，腔的净色散为正并接近零值。

[0008] 进一步地，两种色散光纤分别为二阶β2>0的正色散掺铥增益光纤和二阶色散β’2<0的负色散无源传输光纤，两种色散光纤的长度分别为正色散掺铥增益光纤的长度L1和负色散无源传输光纤的长度L2，色散管理腔的色散满足如下条件：0<β2* L1+β’2* L2≈0。

[0009] 进一步地，锁模器件为宽光谱带宽的半导体可饱和吸收体、石墨烯、黑鳞或拓扑绝缘体材料。

[0010] 进一步地，偏振控制器件用于调节色散管理腔中的偏振量，使得色散管理腔输出阶数大于10、宽度大于15nm、且中心波长位于1900nm-2000nm之间的孤子脉冲。

[0011] 进一步地，偏振模色散控制器（120）中所用的光纤满足如下至少两个条件：所用的光纤长度小于第一走离长度（LW1），其中，第一走离长度（LW1）为经色散调制的高阶孤子脉冲在所用的光纤中的走离长度；以及所用的光纤在经色散调制的高阶孤子脉冲波长处为负色散，以对经色散调制的高阶孤子脉冲进行预压缩，直到经色散调制的高阶孤子脉冲的宽度小于500fs，使得第一走离长度（LW1）接近该脉冲的第一色散长度，其中，第一色散长度（LD）为经色散调制的高阶孤子脉冲在所用的光纤中的色散长度。

[0012] 进一步地，光纤放大器（130）中所用的增益光纤采用掺铥或铥钬共掺光纤，增益光纤的零色散点靠近1900nm，用于增加第二走离长度（LW2），且用于使经色散调制的高阶孤子脉冲工作在增益光纤的负色散区，以对经色散调制的高阶孤子脉冲进行压缩和放大；第二走离长度（LW2）为经色散调制的高阶孤子脉冲在增益光纤中的走离长度，增加第二走离长度使得被压缩的经色散调制的高阶孤子脉冲在更长的走离距离上转化为拉曼孤子脉冲。

[0013] 进一步地，碲基软玻璃光纤（140）为碲酸盐或碲化物光纤，调整碲基软玻璃光纤（140）的纤芯直径值来调整碲基软玻璃光纤（140）的零色散点，使其零色散点小于光纤放大器（130）中产生的拉曼孤子脉冲的波长，以使拉曼孤子脉冲高效率地向中红外波段转换，得到中红外飞秒拉曼孤子脉冲，中红外飞秒拉曼孤子脉冲传输过程中存在孤子压缩效应，碲基软玻璃光纤中产生的中红外飞秒拉曼孤子脉冲宽度低于光纤放大器（130）中输出的拉曼孤子脉冲。

[0014] 进一步地，通过调节偏振模色散控制器（120）中施加至高阶孤子脉冲的偏振模色散的值，来调节高阶孤子脉冲向拉曼孤子脉冲的转换效率；通过调节光纤放大器（130）的放大倍率，来调节中红外飞秒拉曼孤子脉冲的波长，中红外飞秒拉曼孤子脉冲波长的调节范围为2000nm到3000nm。

[0015] 进一步地，碲基软玻璃光纤（140）产生的中红外飞秒拉曼孤子脉冲为高纯度的脉冲，其中不包含多级拉曼孤子，不含有超连续光谱成分。

[0016] 在本发明实施例中，通过合理设计激光器振荡腔，并增加偏振模色散控制器（120）这一模块，对高阶孤子脉冲进行偏振色散管理，来控制后级放大器中拉曼孤子的转换效率，通过检测光纤放大器（130）输出的拉曼孤子脉冲的能量，并将该能量值闭环反馈回偏振模色散控制器（120），来确定施加至高阶孤子脉冲的偏振模色散的值，从而实现了高阶孤子脉冲向拉曼孤子脉冲的能量转换效率的最大化，进而解决了拉曼孤子的转换效率较低的技术问题。

附图说明

[0017] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0018] 图1是根据本发明实施例的一种可选的中红外飞秒光纤激光光源系统的示意框图；

[0019] 图2是根据本发明实施例的一种可选的中红外飞秒光纤激光光源系统的结构示意图；

[0020] 图3是根据本发明实施例的另一种可选的中红外飞秒光纤激光光源系统的结构示意图；

[0021] 图4是根据本发明实施例的产生的中红外拉曼孤子的光谱成分示意图。

具体实施方式

[0022] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0023] 根据本发明实施例，提供了一种中红外飞秒光纤激光光源系统实施例。如图1所示，该系统包括：

[0024] 被动锁模光纤振荡腔110，被配置为色散管理腔，用于输出具有正啁啾的高阶孤子脉冲；

[0025] 偏振模色散控制器120,通过光纤连接所述被动锁模光纤振荡腔110，用于对所述高阶孤子脉冲施加偏振模色散进行色散调制，输出经色散调制的高阶孤子脉冲，其中，根据光纤放大器130输出的拉曼孤子脉冲的能量的反馈，确定施加至所述高阶孤子脉冲的偏振模色散的值，使得高阶孤子脉冲转换为拉曼孤子脉冲的能量转换效率达到最大值；

[0026] 光纤放大器130，通过光纤连接所述偏振模色散控制器120，用于对所述经色散调制的高阶孤子脉冲进行放大操作和压缩操作，以实现所述经色散调制的高阶孤子脉冲向拉曼孤子脉冲的转换；碲基软玻璃光纤140，通过光纤连接所述光纤放大器130，用于将所述拉曼孤子脉冲平移到中红外波段上，得到中红外波段的可调谐飞秒拉曼孤子脉冲。

[0027] 综上所述，通过合理设计激光器振荡腔，并增加偏振模色散控制器（120）这一模块，对高阶孤子脉冲进行偏振色散管理，来控制后级放大器中拉曼孤子的转换效率，通过检测光纤放大器（130）输出的拉曼孤子脉冲的能量，并将该能量值闭环反馈回偏振模色散控制器（120），来确定施加至所述高阶孤子脉冲的偏振模色散的值，从而实现了高阶孤子脉冲向拉曼孤子脉冲的能量转换效率的最大化，进而解决了拉曼孤子的转换效率较低的技术问题。

[0028] 在本发明实施例中，色散管理腔包括两种色散光纤、锁模器件以及偏振控制器件，色散管理腔的净色散量为正色散，腔的净色散为正并接近零值。色散管理腔的具体结构可参见图2或图3所示。

[0029] 在本发明实施例中，两种色散光纤分别为二阶β2>0的正色散掺铥增益光纤和二阶色散β’2<0的负色散无源传输光纤，两种色散光纤的长度分别为正色散掺铥增益光纤的长度L1和负色散无源传输光纤的长度L2，色散管理腔的色散满足如下条件：0<β2* L1+β’2* L2≈0。

[0030] 在本发明实施例中，锁模器件为宽光谱带宽的半导体可饱和吸收体、石墨烯、黑鳞或拓扑绝缘体材料。

[0031] 在本发明实施例中，偏振控制器件用于调节色散管理腔中的偏振量，使得色散管理腔输出阶数大于10、宽度大于15nm、且中心波长位于1900nm-2000nm之间的孤子脉冲。

[0032] 在本发明实施例中，偏振模色散控制器（120）中所用的光纤满足如下至少两个条件：所用的光纤长度小于第一走离长度（LW1），其中，第一走离长度（LW1）为经色散调制的高阶孤子脉冲在所用的光纤中的走离长度；以及所用的光纤在经色散调制的高阶孤子脉冲波长处为负色散，以对经色散调制的高阶孤子脉冲进行预压缩，直到经色散调制的高阶孤子脉冲的宽度小于500fs，使得第一走离长度（LW1）接近该脉冲的第一色散长度，其中，第一色散长度（LD）为经色散调制的高阶孤子脉冲在所用的光纤中的色散长度。

[0033] 在本发明实施例中，光纤放大器（130）中所用的增益光纤采用掺铥或铥钬共掺光纤，增益光纤的零色散点靠近1900nm，用于增加第二走离长度（LW2），且用于使经色散调制的高阶孤子脉冲工作在增益光纤的负色散区，以对经色散调制的高阶孤子脉冲进行压缩和放大；第二走离长度（LW2）为经色散调制的高阶孤子脉冲在增益光纤中的走离长度，增加第二走离长度使得被压缩的经色散调制的高阶孤子脉冲在更长的走离距离上转化为拉曼孤子脉冲。

[0034] 在本发明实施例中，碲基软玻璃光纤（140）为碲酸盐或碲化物光纤，调整碲基软玻璃光纤（140）的纤芯直径值来调整碲基软玻璃光纤（140）的零色散点，使其零色散点小于光纤放大器（130）中产生的拉曼孤子脉冲的波长，以使拉曼孤子脉冲高效率地向中红外波段转换，得到中红外飞秒拉曼孤子脉冲，中红外飞秒拉曼孤子脉冲传输过程中存在孤子压缩效应，碲基软玻璃光纤中产生的中红外飞秒拉曼孤子脉冲宽度低于光纤放大器（130）中输出的拉曼孤子脉冲。

[0035] 具体的，该类光纤的优点在于：其零色散点位于2000nm附近，可以保证泵浦光与拉曼孤子在较长的传输距离内不走离，可以保证泵浦光（即高阶孤子脉冲）的能量转移到拉曼孤子上；碲酸盐或碲化物光纤具有较高的非线性系数，其非线性系数为石英光纤的10倍左右，可以保证在较短的光纤中得到拉曼孤子，系统简单可靠。

[0036] 在本发明实施例中，通过调节偏振模色散控制器（120）中施加至高阶孤子脉冲的偏振模色散的值，来调节高阶孤子脉冲向拉曼孤子脉冲的转换效率；通过调节光纤放大器（130）的放大倍率，来调节中红外飞秒拉曼孤子脉冲的波长，中红外飞秒拉曼孤子脉冲波长的调节范围为2000nm到3000nm。

[0037] 在本发明实施例中，碲基软玻璃光纤（140）产生的中红外飞秒拉曼孤子脉冲为高纯度的脉冲，其中不包含多级拉曼孤子，不含有超连续光谱成分。

[0038] 本发明的实施例提供一种产生高能量、高效率、高纯度的可调谐飞秒拉曼孤子的系统。该系统采用色散管理腔或者超短光纤腔，采用被动锁模方式在激光腔内得到高阶正色散拉曼孤子，通过偏振模色散控制器控制产生拉曼孤子的效率和波长平移量，最终在负色散的中红外碲基光纤中得到中红外拉曼孤子，其拉曼孤子脉冲能量>100nJ，脉冲转换效率大于80%，拉曼孤子表现为单个孤子脉冲，不含多级拉曼孤子或者任何超连续光谱成分。

[0039] 本实例中，采用碲酸盐或碲化物光纤作为非线性介质，将拉曼孤子延伸到中红外光谱波段，该类光纤的优点在于：其零色散点位于2000nm附近，可以保证泵浦光与拉曼孤子在较长的传输距离内不走离，可以保证泵浦光的能量转移到拉曼孤子上；碲酸盐或碲化物光纤具有较高的非线性系数，其非线性系数为石英光纤的10倍左右，可以保证在较短的光纤中得到拉曼孤子，系统简单可靠。

[0040] 图2所示，为本发明实施例的一种可选的中红外飞秒光纤激光光源系统的结构示意图。

[0041] 如图2所示，本发明的一实施例为采用环形腔的色散管理振荡腔，其包含采用正色散光纤的的掺铥增益光纤210、具有负色散的补偿光纤220、偏振控制器230和被动锁模器件240。该色散管理振荡腔的腔长控制在3米之内，要求正色散光纤长度与负色散光纤长度不超过1.5米，其正色散光纤的色散值为0.09 ps2/m，负色散光纤的色散值为-0.064 ps2/m，振荡腔的净色散接近0.02ps2。腔内的偏振控制器件230用于调节所述色散管理振荡腔中的偏振量。被动锁模器件240采用透射式器件，如投射式半导体可饱和吸收镜SESAM、投射式石墨二维材料、投射式拓扑绝缘体材料，要求被动锁模器件工作带宽大于30nm。振荡腔输出的高阶孤子光谱宽度大于15nm，孤子阶数大于10，孤子中心波长位于1900nm-2000nm之间。

[0042] 又如图2所示，高阶孤子从色散管理振荡腔输出后经过偏振模色散控制器250进行色散模控制，偏振模色散控制器在高阶孤子波长处为负色散，对高阶孤子有预压缩作用，偏振模色散控制器的光纤的自相位调制和交叉相位调制等非线性效应共同作用，在高阶孤子经过一个走离长度Lw后拉曼孤子脉冲光开始建立，偏振模色散控制器的光纤长度应大于走离长度Lw并小于1.5倍的走离长度Lw。

[0043] 又如图2所示，高阶孤子经过偏振模色散控制器250后，进入光纤放大器260进行能量提升，光纤放大器260采用的增益光纤为掺铥或铥钬共掺光纤，增益光纤在高阶孤子波长处为负色散以对孤子进行进一步压缩，使高阶孤子继续向拉曼孤子进行能量转移。

[0044] 又如图2所示，偏振模色散控制器通过拉曼孤子能量监测反馈系统280对光纤放大器260中的拉曼孤子能量进行监测，通过调节偏振模色散的值控制高阶孤子向拉曼孤子的转换效率，最终使转换效率大于90%。

[0045] 其中，该能量监测反馈系统280包括：分光镜，第一能量计，第二能量计，控制单元，反馈传输单元，其中分光镜用于将光纤放大器130中的经色散调制的高阶孤子脉冲和转换得到的拉曼孤子脉冲分离，并分别传输至第一能量计和第二能量计，第一能量计用于检测经色散调制的高阶孤子脉冲的能量，第二能量计用于检测拉曼孤子脉冲的能量，控制单元用于接收第一能量计和第二能量计的输出，计算并存储第二能量计和第一能量计的输出的比值。

[0046] 进一步地，偏振模色散控制器120从初始值开始按照预定的步长增加偏振模色散的值，此时，能量监测反馈系统280记录并存储第二能量计和第一能量计的输出的比值，将第二能量计和第一能量计输出的比值的最大值所对应的偏振模色散的值反馈给偏振模色散控制器120，使得偏振模色散控制器120按照该最大值所对应的偏振模色散的值进行色散调制。

[0047] 在一种方案中，能量监测反馈系统280中的控制单元确定第二能量计和第一能量计输出的比值的变化趋势，当检测到比值变大时，通过反馈传输单元向偏振模色散控制器120发送正反馈信号，当检测到比值减小时，通过反馈传输单元向偏振模色散控制器120发送负反馈信号。偏振模色散控制器120中偏振模色散的值根据接收到的反馈信号来确定，当接收到的反馈信号为正反馈时，增加偏振模色散的值，当接收到的反馈信号为负反馈时，则减小偏振模色散的值，直至偏振模色散的值无限动态趋近理论最大值。

[0048] 在另一种方案中，偏振模色散控制器120中也包含有控制单元，偏振模色散控制器120和能量监测反馈系统280设置有相同的偏振模色散初始值，偏振模色散控制器120中的控制单元从该初始值开始按照第一步长增加偏振模色散的值，此时，能量监测反馈系统280记录并存储第二能量计和第一能量计的输出的比值，并记录第二能量计和第一能量计的输出的比值的变化次数，以此确定偏振模色散控制器120中偏振模色散的值的步进次数；同时，能量监测反馈系统280在确定出第二能量计和第一能量计的输出的比值达到第一最大值时，确定该第一最大值对应的步进次数，并通过反馈传输单元将该步进次数反馈回偏振模色散控制器120中的控制单元，偏振模色散控制器120中的控制单元在接收到该反馈值后，以该反馈值为基础，按照第二步长增加或减小偏振模色散的值，其中第二步长为第一步长的一半，且分别按照第二步长增大和减小偏振模色散的值，以确定调整方向，在确定了调整方向以后，继续按照前述的方法调整偏振模色散的值，在得到第二最大值之后可以继续减小步长，循环迭代调整。根据实验发现，三次调整已经能够基本接近真实最大值。

[0049] 又如图2所示，系统采用碲基软玻璃光纤270将光纤放大器260产生的拉曼孤子进一步平移至中红外波段，其采用的碲基软玻璃光纤包括以TeO2为主要材质的碲酸盐光纤或以Te为主要材料的碲化物光纤，其零色散点应在1900nm附近，保证拉曼孤子以负色散形式在碲酸盐光纤中传播，碲酸盐的非线性系数为石英玻璃光纤的10倍，可以确保用较短碲基光纤产生高效率中红外拉曼孤子。在光纤放大器260与碲基软玻璃光纤270之间，采用拉曼孤子波长监测反馈系统，对碲基软玻璃光纤中产生的中红外飞秒拉曼孤子的平移波长进行监测，通过调节光纤放大器260的放大倍率来调节碲基软玻璃光纤270中产生的中红外拉曼孤子的中心波长，最终在碲基软玻璃光纤270中得到飞秒中红外拉曼孤子，产生的拉曼孤子转换效率达到90%。产生的中红外拉曼孤子为高纯度的脉冲，其中不包含多级拉曼孤子，不含有超连续光谱成分，其光谱如图4所示。

[0050] 图3是根据本发明实施例的另一种可选的中红外飞秒光纤激光光源系统的结构示意图。

[0051] 如图3所示，振荡腔选用线性腔进行被动锁模，其选用被动锁模器件（310）为反射式器件，如反射式半导体可饱和吸收镜（SESAM）、反射式石墨二维材料、反射式拓扑绝缘体材料，反射式黑鳞材料。腔内器件按照线性排列，包含被动锁模器件（310）、负色散光纤（320）、正色散光纤（330）、偏振控制器（340），振荡腔选用宽带光纤光栅FBG对脉冲进行输出，光纤的带宽大于20nm，振荡腔长度控制在2米内，要求正色散光纤长度与负色散光纤长 2
度不超过1.5米，其正色散光纤的色散值为0.09 ps  /m，负色散光纤的色散值为-0.064 ps 
2 /m，振荡腔的净色散接近0.02ps2。腔内所偏振控制器件（340）用于调节所述色散管理腔中的偏振量。振荡腔输出的高阶孤子光谱宽度大于15nm，孤子阶数大于10，孤子中心波长位于
1900nm-2000nm之间。

[0052] 可以理解，图3所示的实施例中的偏振模色散控制器、拉曼孤子能量监测反馈、光纤放大器、拉曼孤子波长监测反馈、碲基软玻璃光纤可以与图1、图2所示的实施例采用相同的配置。

[0053] 在一些实例中，可使用保偏光纤构建系统

[0054] 在一些实例中，振荡器中的正色散光纤可采用除增益光纤外的其他光纤替代，可引入其他正色散光纤对腔进行色散管理。

[0055] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

[0056] 在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

[0057] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。