1.一種全光纖結(jié)構(gòu)的高能量矩形激光脈沖產(chǎn)生系統(tǒng),其特征在于,包括泵浦源(1)、波分復(fù)用器(2)、摻鐿增益光纖(3)、新型可飽和吸收體(4)、偏振無關(guān)隔離器(5)、輸出耦合器(6)以及偏振控制器(7);所述波分復(fù)用器(2)、摻鐿增益光纖(3)、新型可飽和吸收體(4)、偏振無關(guān)隔離器(5)、輸出耦合器(6)、偏振控制器(7)依次通過單模光纖(8)閉環(huán)連接;所述泵浦源(1)與波分復(fù)用器(2)的輸入端連接;所述輸出耦合器(6)的輸出端輸出矩形脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖結(jié)構(gòu)的高能量矩形激光脈沖產(chǎn)生系統(tǒng),其特征在于,所述泵浦源(1)為半導(dǎo)體激光器或者光纖激光器,輸出泵浦光的中心波長λ為:980nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖結(jié)構(gòu)的高能量矩形脈沖產(chǎn)生系統(tǒng),其特征在于,所述波分復(fù)用器(2)的波分范圍為980nm/1060nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖結(jié)構(gòu)的高能量矩形激光脈沖產(chǎn)生系統(tǒng),其特征在于,所述的摻鐿增益光纖(3)的長度為0.6m,在1060nm附近具有正色散。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖結(jié)構(gòu)的高能量矩形激光脈沖產(chǎn)生系統(tǒng),其特征在于,所述輸出耦合器(6)的輸出比率為10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖結(jié)構(gòu)的高能量矩形激光脈沖產(chǎn)生系統(tǒng),其特征在于,所述單模光纖(8)的長度為3m,在1060nm附近具有正色散。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖結(jié)構(gòu)的高能量矩形激光脈沖產(chǎn)生系統(tǒng),其特征在于,所述新型可飽和吸收體(4)采取機(jī)械分離、化學(xué)剝離或氣相沉積的制備方法制得,其組成成分包括由石墨烯、過渡金屬硫化物或拓?fù)浣^緣體構(gòu)成的二維異質(zhì)結(jié)材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖結(jié)構(gòu)的高能量矩形激光脈沖產(chǎn)生系統(tǒng),其特征在于,所述新型可飽和吸收體(4)具有可飽和吸收和激發(fā)態(tài)吸收兩種效應(yīng),在輸入脈沖峰值功率超過激發(fā)態(tài)吸收效應(yīng)產(chǎn)生的功率閾值后,表現(xiàn)為透射率隨入射脈沖功率的增加而減少。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全光纖結(jié)構(gòu)的高能量矩形激光脈沖產(chǎn)生系統(tǒng),其特征在于,所述新型可飽和吸收體(4)具有光譜濾波器的作用。
10.一種全光纖結(jié)構(gòu)的高能量矩形激光脈沖產(chǎn)生方法,其特征在于,包括以下步驟:
S1、當(dāng)泵浦源(1)的功率超過鎖模閾值后,系統(tǒng)腔內(nèi)最初由于自發(fā)輻射產(chǎn)生的噪聲脈沖在腔內(nèi)多次經(jīng)過摻鐿增益光纖(3)后得到放大;
S2、腔內(nèi)非線性效應(yīng)導(dǎo)致脈沖光譜展寬,并產(chǎn)生正的頻率啁啾,同時(shí)腔內(nèi)正色散導(dǎo)致脈沖在時(shí)域上展寬,正色散和自相位調(diào)制的共同作用使得脈沖具有很強(qiáng)的頻率正啁啾;
S3、新型可飽和吸收體(4)作為鎖模器件,當(dāng)入射脈沖峰值功率小于使鎖模器件產(chǎn)生激發(fā)態(tài)吸收效應(yīng)的功率閾值時(shí),鎖模器件使脈沖中心透射率高于脈沖前后沿,使得脈沖每次通過后前后沿得到抑制,脈寬被壓縮,同時(shí)將脈沖高頻分量和低頻分量濾掉;
S4、偏振無關(guān)隔離器(5)抑制后向反饋,保證系統(tǒng)單向運(yùn)轉(zhuǎn);
S5、重復(fù)步驟S1-S4,直至在腔內(nèi)形成自洽演化,最終獲得穩(wěn)定的鎖模脈沖,并通過輸出耦合器(6)輸出;
S6、增加泵浦源(1)的功率,使得腔內(nèi)脈沖的峰值功率不斷增加,直至超過激發(fā)態(tài)吸收效應(yīng)產(chǎn)生的功率閾值;
S7、新型可飽和吸收體(4)產(chǎn)生激發(fā)態(tài)吸收效應(yīng),脈沖中心部分的透射率減小,從而使得脈沖峰值功率受到鉗制,脈沖時(shí)域形狀逐漸變?yōu)榫匦?;隨著泵浦源(1)的功率進(jìn)一步增大,脈沖寬度不斷增加,從而形成高能量矩形激光脈沖,并通過輸出耦合器(6)輸出。