CN109449734A - 一种全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源 - Google Patents

一种全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源，包括全保偏的主激光器、光放大器、分束器和多个从激光器，所述从激光器中设有增益光纤，所述光放大器把主激光器输出的脉冲激光放大后输出至分束器，所述分束器把放大后的脉冲激光分成多束，其中一束脉冲激光直接输出，其余的脉冲激光分别输入至各个从激光器中，利用从激光器中的增益光纤发生非线性效应，各个从激光器发生非线性效应后输出的脉冲激光经过延时后依次合束得到合束光，所述合束光与主激光器直接输出的一束脉冲激光合束后输出，其中，主激光器、光放大器、分束器和多个从激光器之间采用全保偏的光纤光路连接，从而获得高精度、高稳定的同步多通道超短脉冲。

Description

一种全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源
技术领域
本发明涉及超快光学和激光技术领域，具体涉及一种全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源。
背景技术
相干反斯托克斯拉曼散射技术，能够根据不同物质分子的振转能级差异，实现无侵入、非标记的探测，被广泛用于生物医学成像、燃烧场分析、药代动力学、疾病检测和早期预防等领域。传统的相干反斯托克斯拉曼散射光源严重依赖于钛宝石和固体光参量振荡器，只能输出针对单个振转能级的双色同步超短脉冲激光。固体光源***复杂、体积庞大、环境干扰敏感，需要恒温恒湿的光学超净环境才能正常运转，这就大大限制了相干反斯托克斯拉曼散射技术从实验室走向临床医学的可能性。另外，传统的相干反斯托克斯光源仅能针对特定的某个振转能级，产生两个波长的双色超短脉冲，而生物医学成像等应用中，为了同时观测组织或者细胞内部的脂肪、蛋白质、核酸的含量及演化过程，迫切需要对多个振转能级进行同时检测。
光纤激光器体积小、重量轻、抗环境干扰能力强，在很多场合已逐步取代固体光源，应用于众多工业加工和国防应用领域。尤其是保偏光纤光源的发展，将光纤自身温度、应力的双折射效应通过折射率调制的方法加以抵消，极大提高了光纤光源在复杂环境中的稳定性。受益于光纤激光的这些优点，采用光纤激光实现双色同步超短脉冲，有望将相干反斯托克斯拉曼散射从实验室推向临床应用。目前，基于光纤激光，常用的产生双色同步超短脉冲的方法主要基于光子晶体光纤，利用光子晶体光纤的高非线性效应，实现激光波长的转换，例如，可以采用四波混频、孤子自频移、超连续谱等方式，但是，这些方式有局限性。四波混频的转换效率较低，即使通过反馈放大的方式，也只能达到5％左右的参量转换效率；孤子自频移必须是在负折射率的介质中才能发生，导致产生的激光波长被限制在1250nm以上；超连续谱的方式虽然能获得宽带的光谱，但每个光谱成分的功率密度较低，对探测提出更多的要求，另外，超连续谱展宽过程中，各种非线性效应彼此竞争，导致光谱相干性受到影响，不利于相干探测。
鉴于全保偏多通道同步激光器在相干反斯托克斯拉曼散射成像方面的巨大应用前景，以及现阶段光纤激光和频率转换技术在稳定性、转换效率、功率谱密度方面的局限性，发展能够自启动长期运行、具备高稳定性能、实现多通道同步超短脉冲输出的全保偏光纤激光器已成为当前亟待突破的技术难点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源，其结构紧凑、性能稳定、保偏输出、长期可靠、波长丰富、能同时激发多个振转能级。
为解决上述技术问题，本发明提供一种全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源，包括全保偏的主激光器、光放大器、分束器和多个从激光器，所述从激光器中设有增益光纤，所述光放大器把主激光器输出的脉冲激光放大后输出至分束器，所述分束器把放大后的脉冲激光分成多束，其中一束脉冲激光直接输出，其余的脉冲激光分别输入至各个从激光器中，利用从激光器中的增益光纤发生非线性效应，各个从激光器发生非线性效应后输出的脉冲激光经过延时后依次合束得到合束光，所述合束光与主激光器直接输出的一束脉冲激光合束后输出，其中，主激光器、光放大器、分束器和多个从激光器之间采用全保偏的光纤光路连接。
该全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源，通过注入式同步方式，依赖多色超短脉冲之间的非线性超快调制作用，获得高精度、高稳定的同步多通道超短脉冲。全光纤光路的设计，保证多通道激光传输和相互作用均被束缚在光纤中进行，避免了由空间对准、镜片反射引起的光路偏移，也有助于整个光源***体积做的更小，更适应临床医学检测仪器的需要。所述主激光器、光放大器、分束器、从激光器和全光纤光路采用全保偏的光纤和器件，从而能极大提高光源对于环境温度、机械震动的抗干扰能力，并输出高对比度的偏振激光。主激光器发出的脉冲激光注入到从激光器，在增益光纤当中发生非线性效应，实现超快调制作用，将从激光器的运行状态强制固定在主激光器的重复频率状态上，比起传统的电子同步方式，精度更高。
本发明技术方案的核心机制具体来讲是借助增益光纤，将多色脉冲之间的相位调制转换为强度调制，相当于主激光器“带动”从激光器进行锁模，主激光器的注入脉冲激光通过非线性效应，参与到从激光器的锁模过程当中，实现同步的多色超短脉冲输出。在此过程中，环境变化对两个激光器引起的微小扰动，会在两个激光器的脉冲上引入不同的相位调制，由于非线性效应和色散效应的相互作用，能对多色同步脉冲的锁模进行不同程度的影响，进而对双色脉冲的中心波长进行适当调节，最终通过群速度的变化，补偿环境变化的干扰，实现同步状态的自恢复和自稳定。此外，光纤的非线性效应是一种超快现象，响应时间在皮秒、甚至飞秒量级，这种高速调制和反馈机制能对环境干扰中的高频噪声成分进行有效补偿，提高同步精度。
在本发明技术方案中，主从激光器是通过一段增益光纤来发生超快非线性超快调制作用的，这段增益光纤置于从激光器当中，相对于传统的主从激光器均共用同一段增益光纤的方式来说，主激光器的运行方式不会随着这段相互作用光纤的状态而发生变化，有利于提高主激光器的长期稳定性。从激光器的锁模状态与主激光器注入脉冲的功率、脉宽等参数密切相关，主激光器的长期稳定是该多通道激光***长期稳定的必要条件。因此，本发明提出的这种仅在从激光器中发生非线性超快调制作用的方式，有利于提高***的长期稳定性。
本发明技术方案中，主从激光器腔内各有一段增益光纤，分别用于主从激光器的锁模，可以通过灵活选择增益光纤类型(如掺镱、掺饵、掺铥、掺钬等元素的光纤)、增益光纤长度、增益光纤掺杂浓度，实现不同波长、不同增益系数、不同输出功率的多色同步激光。同时，非共用增益光纤的结构，还能抑制增益窄化、放大的自发辐射、增益竞争等不利的非线性效应，提高输出功率的稳定度。
本发明采用的技术方案，能够灵活的与现阶段成熟的光纤激光振荡、放大和合成的技术结合，实现多波长、多通道、高功率、高精度的同步光源，尤其适合高分辨的拉曼光谱分析和光谱成像。通过多个从激光器输出多个波长的方案，能够保证每一个待测的拉曼能级都由独立的从激光器负责激发，避免了某一个从激光器输出状态异常对整个***的影响。通过在每个从激光器中加入延时控制，能够精确操纵每个从激光器波长与主激光器波长的时域延时，可以拓展到时分复用的方式，使得每一个波长在特定的时刻和待测样品相互作用，采用这种方式，能够实现不同振转能级的分时探测，有助于研究药代动力学、新陈代谢过程等。
优选地，包括多个波分复用器，所述脉冲激光通过波分复用器进行合束。
优选地，所述从激光器的输出端接有光延时器，从激光器输出的脉冲激光经过光延时器后延时。
优选地，所述主激光器为锁模脉冲光纤激光器，其锁模方式是主动锁模和被动锁模中的任一种。
优选地，所述从激光器为锁模脉冲光纤激光器，其锁模方式是被动锁模。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用全保偏的结构，无论是主从激光器，分束合束装置，还是同步控制模块，都受益于保偏光纤的偏振态稳定，实现多通道同步激光的稳定输出，对外界环境温度变化、震动干扰均不敏感，抗干扰能力强，实用性好。
2、本发明采用多个从激光器，通过主激光器注入式的同步方式，实现多波长多通道的同步光源输出，能够根据生物医学成像的需求，同时对DNA、蛋白质和脂肪进行探测，反映出细胞内部新陈代谢、疾病演化的更多信息，功能丰富。
3、本发明采用全光纤结构，能够极大减小激光光源的体积，方便将整个光路集成到很小的空间当中，提高稳定性，适合临床医学等复杂环境下的使用。
4、本发明基于注入激光和从激光在增益介质中的非线性超快调制作用，实现多通道超短脉冲的精密同步，非线性效应的响应速度很快，达到皮秒甚至飞秒量级，能够极大的提高同步的精度，实现比以前电子线路同步方式高几个数量级的高精度同步脉冲。多通道激光的同步精度达到飞秒量级。
5、本发明采用的非线性超快调制作用，是基于增益光纤的非线性超快调制作用和腔内传导光纤的色散作用，由于超短脉冲的峰值功率钳制效应，非线性超快调制作用和色散作用始终处在一种动态平衡的状态，这就能够在外界环境发生干扰时，主动补偿扰动，达到长期锁定，自稳定的同步目标。
6、本发明采用的注入式同步方式，主激光器的运行状态完全不受从激光器的干扰，因此能够保证主激光器的长期稳定运转，进而提高整个***的稳定性。
7、本发明采用的注入式同步方式，受益于非线性超快调制效应，主从激光器的同步失配长度可以接近厘米量级，极大提高稳定性的同时，也降低了腔型复杂度，使得从激光器内部可以不带光延时器，通过直接熔接光纤，即可实现腔长匹配，达到精确同步，多通道、多波长超短脉冲激光的同步可在全光纤激光中实现。
8、本发明将主激光器输出脉冲放大后，分别注入到不同的从激光器当中，每个从激光器都与主激光器相互锁定，具有确定的相位差，能够实现多通道的同步光源。
9、本发明主从激光器的增益介质彼此独立，通过采用不同种类的增益介质，能够实现多个波段、多个参数的多通道脉冲激光。本发明主从激光器同步可级联到多通道、甚至网络式的超短脉冲激光的精确同步操控。
10、本发明实现的多个波段、多通道超短脉冲激光同步适用于皮秒、飞秒的超短脉冲激光，特别地，可用于有腔内频谱滤波的窄谱宽的锁模激光，相干反斯托克斯拉曼散射成像的非线性成像技术在生物医学成像方面的应用，需保证能够精确操控窄谱线的激光波长以实现不同振转能级的高分辨探测，频谱可调控的锁模激光同步提供了非常方便的技术途径。
11、本发明实现的多个波段、多通道超短脉冲激光同步可通过非线性频率转换、如非线性倍频、和频、差频、非线性混频等，以及非线性频谱展宽等，获得更宽的频谱覆盖范围、以及频谱调谐范围；也可通过非线性光学过程获得时域-频域信噪比更高的超短脉冲。
12、本发明实现的多个波段、多通道超短脉冲激光同步可以应用于相干反斯托克斯拉曼散射成像、表面增强的相干反斯托克斯拉曼散射成像、受激拉曼光谱成像、光梳非线性光谱成像等。
附图说明
图1是全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源的结构原理框图；
图2是全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源采用线型腔作为主从激光器的结构示意图；
图3是全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源采用九字腔作为主从激光器的结构示意图；
图4是本发明的具体实施效果图。
具体实施方式
如图1所示，全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射激光光源包括一个主激光器、一个光放大器、一个将1束入射光分为N+1束光的1：(N+1)分束器、N个从激光器(记为从激光器1、从激光器2、……、从激光器N)和N个用来合束的波分复用器(记为WDM1、WDM2、……、WDMN)。主激光器的输出端连接光放大器的输入端，光放大器的输出端连接1：(N+1)分束器的输入端，分束器的N+1路输出端中，其中一路输出端直接与波分复用器WDMN的一个输入端相连，另外N路输出端分别连接N个从激光器。每个从激光器的输出端连接一个光延时器，N个光延时器记为光延时器1、光延时器2、……、光延时器N，光延时器用来调节从激光器输出脉冲的延时。上述所有器件及器件之间的连接都采用保偏光纤。
所述主激光器为锁模脉冲光纤激光器，其锁模方式可以是主动锁模或者被动锁模，主激光器采用被动锁模方式时，其具体腔型可以是线型腔、环形腔、八字腔、九字腔或者非线性放大环镜腔。
所述从激光器为锁模脉冲光纤激光器，其锁模方式是被动锁模，具体腔型可以是线型腔、环形腔、八字腔、九字腔或者非线性放大环镜腔。
所述光延时器由保偏光纤准直器构成，通过调节保偏光纤准直器之间的距离实现精确延时控制，光延时器也可以由电光调制器、双折射晶体等器件构成，从而实现延时的精确控制。
所述N个从激光器的输出光，分别经过各个光延时器(光延时器1～光延时器N)实现在时间上精确延时，然后通过N-1个波分复用器(WDM1～WDMN-1)依次合束，在空间上合在一起，最后和光放大器直接输出的一路主激光器的脉冲激光通过波分复用器WDMN合束，实现全保偏多通道相干反斯托克斯拉曼散射激光输出。
实施例1
本实施例中，主从激光器都采用线型腔结构，如图2所示，主激光器包括泵浦激光器LD-M、增益光纤Yb-M、波分复用器WDM-M、可饱和吸收体SESAM、光纤光栅FBG-M和输出耦合器OC-M。主激光器的输出端连接光放大器，光放大器包括泵浦激光器LD-A、掺杂光纤Yb-A、波分复用器WDM-A和隔离器OI-A。主激光器的中心波长为1030nm，脉冲宽度为30ps，输出功率为5mW，主激光器输出的脉冲激光经过光放大器后，中心波长和脉冲宽度不变，输出功率放大到1W。放大后的脉冲激光经过1：(N+1)分束器OC分成N+1路，其中一路脉冲激光直接输入波分复用器WDMN中，其他N路脉冲激光分别输入N个从激光器中。N个从激光器包括泵浦激光器LD-S1、LD-S2、......、LD-SN，波分复用器WDM-S1、WDM-S1’、WDM-S2、WDM-S2’、......、WDM-SN、WDM-SN’，掺杂光纤Er-S1、Er-S2、......、Er-SN，可饱和吸收体SESAM-S1、SESAM-S2、......、SESAM-SN，输出耦合器OC-S1、OC-S2、......、OC-SN，光纤光栅FBG-S1、FBG-S2、......、FBG-SN。各个从激光器的腔型结构都采用线型腔结构，以从激光器1为例：波分复用器WDM-S1信号端连接分束器OC，泵浦端连接可饱和吸收体SESAM-S1，公共端连接掺杂光纤Er-S1，波分复用器WDM-S1’信号端连接输出耦合器OC-S1，泵浦端连接泵浦激光器LD-S1，公共端连接掺杂光纤Er-S1，光纤光栅FBG-S1连接输出耦合器OC-S1。可饱和吸收体SESAM-S1用于实现锁模，光纤光栅FBG-S1用来选择从激光器1的输出波长，输出耦合器OC-S1用来实现从激光器1的输出。泵浦激光器LD-S1输出的脉冲激光通过WDM-S1’作用到掺杂光纤Er-S1上，与此同时分束器OC输出的其中一路脉冲激光经过波分复用器WDM-S1作用到掺杂光纤Er-S1上，对从激光器1的锁模起到辅助作用，因此可以在非线性超快调制的作用下实现精密同步。N个从激光器的输出端分别连接的N个光延时器包括保偏光纤准直器Cols-S1、Cols-S2、......、Cols-SN，保偏光纤准直器Cols-S1、Cols-S2、......、Cols-SN用于调节每个从激光器输出的脉冲激光的延时。经光放大器放大后直接输出至波分复用器WDMN的一路脉冲激光，以及分别经各个从激光器输出后再分别经各个光延时器输出的N路脉冲激光，通过波分复用器WDM1、WDM2、......、WDMN-1、WDMN依次合束，具体地：通过波分复用器WDM1将从激光器1输出的脉冲激光与从激光器2输出的脉冲激光合束，通过波分复用器WDM2将从激光器3输出的脉冲激光与波分复用器WSM1输出的脉冲激光合束，通过波分复用器WDM3将从激光器4输出的脉冲激光与波分复用器WSM2输出的脉冲激光合束，......，通过波分复用器WDMN-1将从激光器N输出的脉冲激光与波分复用器WSMN-2输出的脉冲激光合束，最后通过波分复用器WDMN将经光放大器放大后直接输出至波分复用器WDMN的一路脉冲激光与波分复用器WSMN-1输出的脉冲激光合束，最终实现N个通道的全保偏相干反斯托克斯拉曼散射光源，获得全光纤、全保偏、高精度、高稳定的同步多通道超短脉冲。
在本实施例中，可以将其中三个从激光器的光纤光栅的中心波长分别设为1458nm、1476nm、1488nm，以这三个波长作为多通道中的其中三路斯托克斯光，以主激光器1030nm作为泵浦光，则三路斯托克斯光分别与泵浦光相交后对应着1/1030nm-1/1458nm＝2850cm-1、1/1030nm-1/1476nm＝2930cm-1、1/1030nm-1/1488nm＝2980cm-1的波数差，这正好是细胞中脂肪、蛋白和DNA的特征区。这样，仅用一套集成的多通道光源，即可对不同的特征峰进行探测，提高非线性生物成像的探测范围。
实施例2
本实施例中，主从激光器都采用九字腔结构，如图3所示，主激光器包括泵浦激光器LD-M、增益光纤Er-M、波分复用器WDM-M、相移器PS-M、光纤光栅FBG-M、输出耦合器OC-M、OC-M’。主激光器的输出端连接光放大器，光放大器包括泵浦激光器LD-A，掺杂光纤Er-A，波分复用器WDM-A，隔离器OI-A，主激光器的中心波长为1550nm，脉冲宽度为30ps，输出功率为5mW，主激光器输出的脉冲激光经过光放大器后，中心波长和脉冲宽度不变，输出功率放大到1W。放大后的脉冲激光经过1：(N+1)分束器OC分成N+1路，其中一路脉冲激光直接输入波分复用器WDMN中，其他N路激光分别输入N个从激光器中。N个从激光器包括泵浦激光器LD-S1、LD-S2、......、LD-SN，波分复用器WDM-S1、WDM-S1’、WDM-S2、WDM-S2’、......、WDM-SN、WDM-SN’，掺杂光纤Yb-S1、Yb-S2、......、Yb-SN，相移器PS-S1、PS-S2、……、PS-SN，输出耦合器OC-S1、OC-S1’、OC-S2、OC-S2’、......、OC-SN、OC-SN’，光纤光栅FBG-S1、FBG-S2、......、FBG-SN。各个从激光器的腔型结构都采用九字腔结构，以从激光器1为例：波分复用器WDM-S1信号端连接分束器OC，泵浦端经相移器PS-S1连接输出耦合器OC-S1，公共端连接掺杂光纤Yb-S1，光纤光栅FBG-S1连接输出耦合器OC-S1，波分复用器WDM-S1’信号端连接输出耦合器OC-S1’，泵浦端连接泵浦激光器LD-S1，公共端连接掺杂光纤Yb-S1，输出耦合器OC-S1’与输出耦合器OC-S1相连。光纤光栅FBG-S1用来选择从激光器1的输出波长，输出耦合器OC-S1’用来实现从激光器1的输出。泵浦激光器LD-S1输出的脉冲激光通过WDM-S1’作用到掺杂光纤Yb-S1上，与此同时分束器OC输出的其中一路脉冲激光经过波分复用器WDM-S1作用到掺杂光纤Yb-S1上，对从激光器1的锁模起到辅助作用，因此可以在非线性超快调制的作用下实现精密同步。N个从激光器的输出端分别连接的N个光延时器包括保偏光纤准直器Cols-S1、Cols-S2、......、Cols-SN，保偏光纤准直器Cols-S1、Cols-S2、......、Cols-SN用于调节每个从激光器输出的脉冲激光的延时。经光放大器放大后直接输出至波分复用器WDMN的一路脉冲激光，以及分别经各个从激光器输出后再分别经各个光延时器输出的N路脉冲激光，通过波分复用器WDM1、WDM2、......、WDMN-1、WDMN依次合束，具体地：通过波分复用器WDM1将从激光器1输出的脉冲激光与从激光器2输出的脉冲激光合束，通过波分复用器WDM2将从激光器3输出的脉冲激光与波分复用器WSM1输出的脉冲激光合束，通过波分复用器WDM3将从激光器4输出的脉冲激光与波分复用器WSM2输出的脉冲激光合束，......，通过波分复用器WDMN-1将从激光器N输出的脉冲激光与波分复用器WSMN-2输出的脉冲激光合束，最后通过波分复用器WDMN将经光放大器放大后直接输出至波分复用器WDMN的一路脉冲激光与波分复用器WSMN-1输出的脉冲激光合束，最终实现N个通道的全保偏相干反斯托克斯拉曼散射光源，获得全光纤、全保偏、高精度、高稳定的同步多通道超短脉冲。
在本实施例中，可以将其中三个从激光器的光纤光栅的中心波长分别设为1075nm、1066nm、1060nm，以这三个波长作为多通道中的其中三路泵浦光，以主激光器1550nm作为斯托克斯光，则三路泵浦光分别与斯托克斯光相交后对应着1/1075nm-1/1550nm＝2850cm-1、1/1066nm-1/1550nm＝2930cm-1、1/1060nm-1/1550nm＝2980cm-1的波数差，这正好是细胞中脂肪、蛋白和DNA的特征区，这样，仅用一套集成的多通道光源，即可对不同的特征峰进行探测，提高非线性生物成像的探测范围。
图4是四通道相干反斯托克斯拉曼散射激光光源的具体实施效果图，从图4可以看出，四通道相干反斯托克斯拉曼散射激光光源输出的超快激光实现了在时域上的精确同步。

Claims (6)

1.一种全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源，其特征在于：包括全保偏的主激光器、光放大器、分束器和多个从激光器，所述从激光器中设有增益光纤，所述光放大器把主激光器输出的脉冲激光放大后输出至分束器，所述分束器把放大后的脉冲激光分成多束，其中一束脉冲激光直接输出，其余的脉冲激光分别输入至各个从激光器中，利用从激光器中的增益光纤发生非线性效应，各个从激光器发生非线性效应后输出的脉冲激光经过延时后依次合束得到合束光，所述合束光与主激光器直接输出的一束脉冲激光合束后输出，其中，主激光器、光放大器、分束器和多个从激光器之间采用全保偏的光纤光路连接。
2.根据权利要求1所述的全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源，其特征在于：包括多个波分复用器，所述脉冲激光通过波分复用器进行合束。
3.根据权利要求1所述的全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源，其特征在于：所述从激光器的输出端接有光延时器，从激光器输出的脉冲激光经过光延时器后延时。
4.根据权利要求1所述的全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源，其特征在于：所述主激光器为锁模脉冲光纤激光器，其锁模方式是主动锁模和被动锁模中的任一种。
5.根据权利要求1所述的全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源，其特征在于：所述从激光器为锁模脉冲光纤激光器，其锁模方式是被动锁模。
6.根据权利要求1所述的全保偏的多通道相干反斯托克斯拉曼散射光纤光源，其特征在于：所述增益光纤将多色脉冲之间的相位调制转换为强度调制，相当于主激光器带动从激光器进行锁模，主激光器的注入脉冲激光通过非线性效应，参与到从激光器的锁模过程当中，实现同步的多色超短脉冲输出，在此过程中，环境变化对两个激光器引起的微小扰动，会在两个激光器的脉冲上引入不同的相位调制，由于非线性效应和色散效应的相互作用，能对多色同步脉冲的锁模进行不同程度的影响，进而对双色脉冲的中心波长进行适当调节，最终通过群速度的变化，补偿环境变化的干扰，实现同步状态的自恢复和自稳定。
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