TWI410011B - 環形或線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統及其操作方法 - Google Patents

環形或線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統及其操作方法 Download PDF

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Description

環形或線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統及其操作方 法
本發明係關於一種全光纖雷射系統，特別是關於一種可主動控制自鎖模的全光纖雷射系統。
脈衝光纖雷射在硬脆材質加工、生醫檢測與波長轉換等應用具有相當潛力，達成高尖端功率輸出主要可分為兩大類，一為主動式奈秒光纖雷射，其次為被動式鎖模雷射。然而這兩種形式都有其缺點，敘述如后：主動式奈秒光纖雷射之尖峰功率無法有效率地應用在硬脆材質加工，且因脈衝持續時間較皮/飛秒短脈衝長，所造成加工時熱效應顯著。另，被動鎖模雷射易受外界環境影響，價格昂貴無法主動調制，難普及於雷射加工應用。
習知全光纖式高尖端功率奈秒脈衝紅外雷射採用線性共振腔(master oscillator power amplifier,MOPA)，線性共振腔(MOPA)系統搭載種子源(Seed)以及多級放大器(amplifier)和數個光隔離器(isolator)來達成高尖端功率的光纖雷射。而在開發過程中發現，當泵浦光/種子源的功率對比若過大，會導致泵浦光打在摻鐿的增益光纖上，會有不定向的自發輻射(Amplified Spontaneous Emission,ASE)產生，在光纖雷射中，必須抑制ASE來防止雷射光循原路回灌損傷種子源，由於全光纖雷射以熔接方式串聯，因此抑制ASE更顯重要。
由於摻鐿光纖本身很容易被泵浦光將外殼層電子游離 到上能階暫穩態，再加上種子源若不夠大，在泵浦光功率更大時，如果對增益光纖作形變的擾動，會在瞬間產生自發脈衝，因為凹折光纖會使得泵浦光在瞬態無法打入增益光纖，所以不擾動時會瞬間給予增益光纖能量來產生自發脈衝。脈衝的重複率寬度與摻鐿光纖的生命週期有關係，摻鐿光纖的生命週期為850微秒。
第1圖為習知鎖模光纖雷射之示意圖。請參閱第1圖，第1圖為美國專利第7317740號”MODE LOCKER FOR FIBER LASER”，鎖模雷射包括雷射單元100、鎖模器104、準直器104a、104c、柱狀結構體104b、轉子結構104d、光耦合器106、增益光纖102以及分波多工器108，其中雷射單元100、鎖模器104、光耦合器106、增益光纖102以及分波多工器108依序連接，此鎖模雷射並非全光纖雷射，並且鎖模器104需使用機構調整。
第2圖為習知鎖模光纖雷射之示意圖。請參閱第2圖，第2圖為美國專利第7477664號”Nonlinear Polarization pulse shaping mode locked fiber laser”，鎖模光纖雷射200’包括分波多工器210’、摻鐿光纖205、耦合器230、光纖輸出部225、極化控制器204-1’、240-2’、線性極化隔離器235’，其中波多工器210’、摻鐿光纖205、耦合器230、光纖輸出部225、極化控制器240-2’、線性極化隔離器235’以及極化控制器204-1’依序連接，然而，習知鎖模光纖雷射200’之缺點在於其必須利用機構調整才能達成鎖模，並且鎖模光纖雷射200’對環境敏感，較不穩定，另外，鎖模光纖雷射200’無法主動調制。
第3圖為習知鎖模光纖雷射之示意圖。請參閱第3圖，第3圖為美國專利第6097741號”Passive mode-locked fiber lasers”，光纖雷射300包括具有光柵312以及準直器314之第一反射元件310、增益物質330、光纖耦合器340、光纖342、光纖部340a、340b、344、區段364、362、泵浦光350、光纖輸出耦合器360、光隔離器370、準直器321、透鏡323、飽和吸收體325以及第二反射元件326，此設計之結構非常複雜，並且使用許多光學元件，另外習知光纖雷射300也須利用機構調整才能達成鎖模，同樣對環境敏感、較不穩定以及無法主動調制。
本發明提供一種環形或線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，包括脈衝式輸出泵浦光源、增益光纖、第一光信號組合單元、寬頻光隔離器、光纖式飽和吸收體、長波長光源輔助雷射、第二光信號組合單元、群速度色散控制光纖。其中第一光信號組合單元為訊號泵浦光耦合器，其係利用脈衝式泵浦與增益光纖連接並與訊號泵浦光耦合器連接產生寬頻ASE來通過寬頻光隔離器，其中第二光信號組合單元為共振腔輸出光耦合器，其係高增益光纖式飽和吸收體和輔以輔助光源脈衝連接，利用寬頻ASE光源訊號主動控制共振腔被動鎖模，最終由光耦合器部分輸出雷射，色散光纖控制雷射脈衝時寬。
其中，本發明提供另一種線性全光纖雷射系統，包括 脈衝泵浦光源、第一光信號組合單元、增益光纖、正、負色散光纖、寬頻光隔離器、低通濾波器、飽和吸收體、第二光信號組合單元、輔助光源以及光耦合輸出元件。其中第一光信號組合單元與脈衝泵浦光源連接，增益光纖連接第一光信號組合單元，其中正色散光纖與增益光纖連接，寬頻光隔離器連接與脈衝泵浦光源連接之第一光信號組合單元，低通濾波器與寬頻光隔離器連接，飽和吸收體與低通濾波器連接，而第二光信號組合單元與飽和吸收體、負色散光纖以及輔助光源連接，光耦合輸出元件連接負色散光纖連接。
本發明提供一種全光纖雷射系統之操作方法，其步驟包括：提供全光纖雷射系統，其包括脈衝泵浦光源、飽和吸收體、輔助光源、色散光纖以及光耦合輸出元件；利用脈衝泵浦光源產生寬頻ASE；利用飽和吸收體使全光纖雷射系統達成被動自鎖模狀態；利用輔助光源加快飽和吸收體之回復時間；利用色散光纖達成色散群速度時域補償，以提供超短脈衝輸出；以及利用光耦合輸出元件部分輸出通過全光纖雷射系統之雷射。
為了讓本發明能更明顯易懂，下文特別舉出實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下。
第4圖為本發明之環形全光纖雷射系統一實施例之示意圖。
請參閱第4圖，環形全光纖雷射系統40包括脈衝泵浦光源41、第一光信號組合單元42、增益光纖43、寬頻光隔離器44、飽和吸收體45、輔助光源46、第二光信號組合單元47、色散光纖48、50以及光耦合輸出元件49。其中，第一光信號組合單元42、增益光纖43、寬頻光隔離器44、飽和吸收體45、第二光信號組合單元47、色散光纖48、光耦合輸出元件49以及色散光纖50依序連接形成一環形結構，而脈衝泵浦光源41與第一光信號組合單元42連接，及輔助光源46與第二光信號組合單元47連接。於實施例中，第一光信號組合單元42為光耦合器，而第二光信號組合單元47為波長多工器。
於實施例中，脈衝泵浦光源41輸出一泵浦光，而泵浦光之波長範圍可為790-820、900-930或960-990nm之間，本實施例之泵浦光波長以975nm為例。當脈衝泵浦光源41輸出泵浦光後，泵浦光通過第一光信號組合單元42(即為光耦合器)以及增益光纖43後，會到達寬頻光隔離器44之位置。當泵浦光通過第一光信號組合單元42(即為光耦合器)以及增益光纖43後，脈衝泵浦光源41限制泵浦光源輸出在約100微秒(約1/10摻鐿原子生命週期)~1000微秒範圍開關時間，並利用尚未回復穩態的光子頻寬較寬(較多縱模與雷射能階)之特性，產生1010-1070nm範圍之波長且波長1035nm寬頻ASE為其中之一種。之後寬頻ASE進入寬頻光隔離器44，而寬頻光隔離器44用來避免剩餘的泵浦光打入飽和吸收體45中，同時也可避免輔助光源46反向回打至增益光纖43中。其中，增益光纖42可為摻鐿 增益光纖、摻鉺增益光纖、摻鐠增益光纖、摻銩增益光纖或摻鈥增益光纖，本實施例以摻鐿增益光纖為例。另外，應注意的是，寬頻光隔離器44可為法拉第磁光晶體或多模泵浦光源阻絕光纖與低通光濾波器之組合，本實施例之寬頻光隔離器44為法拉第磁光晶體。
接著，本實施例利用高增益摻鐿光纖作為飽和吸收體45，以形成被動自鎖模，由於高增益摻鐿光纖之吸收與放射光譜中，在波長為1035nm時具有重疊的特殊性，故可達到飽和吸收光纖之門檻，此時飽和吸收體增益光纖會呈現透明(即共振腔損失變小)，進而放射出穩定鎖模短脈衝。
另外，輔助光源46可增快飽和吸收體45中之上能階暫態光子快速落下時間，提供輸出短脈衝雷射之可調整重複率，並與脈衝泵浦光源41同步調制，藉以來加速飽和吸收體45的回復時間，降低脈衝重複率。其中，輔助光源46之輔助雷射波長範圍為1060-1100nm，而本實施例中所使用之輔助光源46之輔助雷射波長為1064nm。利用寬頻ASE光源訊號主動控制共振腔被動鎖模，由第二光訊號組合單元47部分輸出雷射。
色散光纖包括正色散光纖50以及負色散光纖48，負色散光纖48與光耦合輸出元件49以及與輔助光源連接之第二光信號組合單元47連接，而正色散光纖50與光耦合輸出元件49以及與脈衝泵浦光源41連接之第一光信號組合單元42連接，形成環形共振腔。而另一實施例是，色散光纖包括光子晶體光纖，光子晶體光纖與光耦合輸出元件49以及與脈衝泵浦光源41連接之第一光信號組合單元42 連接，形成環形共振腔。
使用負色散光纖48引起負色散來讓輸出雷射於差分模態(differential mode)中對群速度補償，以壓縮輸出短脈衝雷射經過光纖的展寬效應。另外，正色散光纖50可進行脈衝寬度拉長動作，避免放大器被動元件因為雷射脈衝尖峰功率太大而損傷。最後，藉光耦合輸出元件49輸出輸出主波長範圍為1010-1090nm之雷射，於本實施例中，光耦合輸出元件49輸出之雷射主波長為1035nm。
由上所述，本發明之環形全光纖雷射系統40可利用脈衝泵浦光源41產生暫態寬頻ASE，並且使用飽和吸收體45形成被動自鎖模，再透過輔助光源46加快飽和吸收體45之回復時間，並且利用色散光纖48、50做色散補償，最後藉由光耦合輸出元件49(本實施例為光耦合器)將雷射部份輸出，因此本發明可提供一種可主動控制被動自鎖模的環形全光纖雷射系統。
第5圖為本發明之線性全光纖雷射系統實施例之示意圖。
請參閱第5圖，線性全光纖雷射系統60包括脈衝泵浦光源61、第一光信號組合單元62、增益光纖63、寬頻光隔離器64、飽和吸收體65、輔助光源66、第二光信號組合單元67、色散光纖68、70、光耦合輸出元件69以及寬頻高反射鍍膜71、寬頻部分反射鍍膜72。其中，寬頻高反射鍍膜71、色散光纖70、增益光纖63、第一光信號組合單元62、寬頻光隔離器64、飽和吸收體65、第二光信號組合單元67、色散光纖68、光耦合輸出元件69以及寬頻 部分反射鍍膜72依序線性連接，而脈衝泵浦光源61與第一光信號組合單元62連接，且輔助光源66與第二光信號組合單元67，因此形成一線性共振腔。於實施例中，第一光信號組合單元62為光耦合器，而第二光信號組合單元67為波長多工器。另外，寬頻光隔離器64可為法拉第磁光晶體或多模泵浦光源阻絕光纖與低通光濾波器之組合，本實施例之寬頻光隔離器64包括多模泵浦光源阻絕器64a以及低通光濾波器64b來避免輔助光源逆打影響產生寬頻ASE。
脈衝泵浦光源61輸出一泵浦光，而泵浦光之波長範圍可為790-820、900-930或960-990nm之間，本實施例之泵浦光波長以975nm為例。當脈衝泵浦光源61輸出泵浦光後，泵浦光通過第一光信號組合單元62(即為光耦合器)以及增益光纖63後，會到達色散光纖70之位置，本實施例之色散光纖70為正色散光纖。當泵浦光通過第一光信號組合單元62(即為光耦合器)以及增益光纖63後，脈衝泵浦光源61限制泵浦光源輸出在約100微秒(約1/10摻鐿原子生命週期)~1000微秒範圍開關時間，並利用尚未回復穩態的光子頻寬較寬(較多縱模與雷射能階)之特性，產生1010-1070nm範圍之波長且波長1035nm寬頻ASE為其中之一種。之後寬頻ASE向右進入寬頻光隔離器64，依序通過多模泵浦光源阻絕器64a以及低通光濾波器64b。而寬頻光隔離器64用來避免剩餘的泵浦光打入飽和吸收體65中，同時也可避免輔助光源66反向回打至增益光纖63中。應注意的是，增益光纖63可為摻鐿增益光纖、摻鉺增益光 纖、摻鐠增益光纖、摻銩增益光纖或摻鈥增益光纖，本實施例以摻鐿增益光纖為例。
接著，本實施例利用高增益摻鐿光纖作為飽和吸收體65，以形成被動自鎖模，由於高增益摻鐿光纖之吸收與放射光譜中，在波長為1035nm時具有重疊的特殊性，故可達到飽和吸收光纖之門檻，此時飽和吸收體增益光纖會呈現透明(即共振腔損失變小)，進而放射出穩定鎖模短脈衝。
另外，輔助光源66可增快飽和吸收體65中之上能階暫態光子快速落下時間，提供輸出短脈衝雷射，並與脈衝泵浦光源61同步調制，藉以來加速飽和吸收體65的回復時間，降低脈衝重複率。其中，輔助光源66之輔助雷射波長範圍為1060-1100nm，而本實施例中所使用之輔助光源66之波長為1064nm。利用寬頻ASE光源訊號主動控制共振腔被動鎖模，由第二光訊號組合單元67部分輸出雷射。
色散光纖包括正色散光纖70以及負色散光纖68，負色散光纖68與光耦合輸出元件69以及與輔助光源66連接之第二光信號組合單元67連接，而正色散光纖70與光耦合輸出元件69以及與脈衝泵浦光源61連接之第一光信號組合單元62連接，形成線形共振腔。而另一實施例是，色散光纖包括光子晶體光纖，光子晶體光纖與光耦合輸出元件69以及與脈衝泵浦光源61連接之第一光信號組合單元62連接，形成線形共振腔。
使用負色散光纖68引起負色散來讓輸出雷射中不同模態時域上群速度補償，以壓縮輸出短脈衝雷射經過光纖的展寬效應，另外，正色散光纖70可進行脈衝寬度拉長動 作，避免放大器被動元件因為脈衝尖峰功率太大而損傷。最後，藉光耦合輸出元件69輸出輸出主波長範圍為1010-1090nm之雷射，於本實施例中，光耦合輸出元件69輸出之雷射主波長為1035nm。其中，線性全光纖雷射系統60兩端之端部71、72之表面具有一鍍膜，寬頻高反射鍍膜71、寬頻部分反射鍍膜72來形成雷射共振腔。
由上所述，本發明之線性全光纖雷射系統60可利用脈衝泵浦光源61產生暫態寬頻ASE，並且使用光纖式飽和吸收體65形成被動自鎖模，再透過輔助光源66加快光纖式飽和吸收體65之回復時間，並且利用負、正色散光纖68、70做色散補償，最後藉由光耦合輸出元件69(本實施例為光耦合器)將雷射部份輸出，因此本發明可提供一種可主動控制被動自鎖模的線性全光纖雷射系統。
第6圖為本發明全光纖雷射系統操作方法之流程圖。
請搭配參閱第4、5、6圖，全光纖雷射系統之操作方法之步驟包括：提供一全光纖雷射系統(可包括環形全光纖系統40以及線性全光纖系統60)，其中全光纖雷射系統包括脈衝泵浦光源41、61、飽和吸收體45、65、輔助光源46、66、色散光纖48、50、68、70以及光耦合輸出元件49、69。然後，經由脈衝泵浦光源41、61產生寬頻ASE，利用脈衝泵浦光源41、61發射泵浦光以產生寬頻ASE。接著，被動自鎖模，利用飽和吸收體45、65使全光纖雷射系統40、60達成被動自鎖模狀態。然後，增快光纖式飽和吸收體回復時間，利用輔助光源46、66可加快光纖式飽和吸收體45、65之回復時間。色散補償，利用色散光纖48、 50、68、70達成色散補償，以提供一超短脈衝輸出。雷射部分輸出且共振，利用光耦合輸出元件49、69部分輸出通過全光纖雷射系統40、60之雷射。
由上所述，本發明之全光纖雷射系統40、60可利用脈衝泵浦光源41、61產生暫態寬頻ASE，並且使用光纖式飽和吸收體45、65形成被動自鎖模，再透過輔助光源46、66加快飽和吸收體45、65之回復時間，並且利用色散光纖48、50、68、70做色散補償，最後藉由光耦合輸出元件49、69將雷射部份輸出，因此本發明根據上述操作方法以操作可主動控制被動自鎖模的全光纖雷射系統。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
習知技術
100‧‧‧雷射單元
104‧‧‧鎖模器
104a、104c‧‧‧準直器
104b‧‧‧柱狀結構體
104d‧‧‧轉子結構
106‧‧‧光耦合器
102‧‧‧增益光纖
108‧‧‧分波多工器
200’‧‧‧鎖模光纖雷射
210’‧‧‧分波多工器
205‧‧‧摻鐿光纖
230‧‧‧耦合器
225‧‧‧光纖輸出部
204-1’、240-2’‧‧‧極化控制器
235’‧‧‧線性極化隔離器
300‧‧‧光纖雷射
310‧‧‧第一反射元件
312‧‧‧光柵
314、321‧‧‧準直器
323‧‧‧透鏡
325‧‧‧飽和吸收體
326‧‧‧第二反射元件
330‧‧‧增益物質
340‧‧‧光纖耦合器
340a、340b、344‧‧‧光纖部
342‧‧‧光纖
350‧‧‧泵浦光
360‧‧‧光纖輸出耦合器
362、364‧‧‧區段
370‧‧‧光隔離器
本發明
40‧‧‧環形全光纖系統
41、61‧‧‧脈衝泵浦光源
42、47、62、67‧‧‧光信號組合單元
43、63‧‧‧增益光纖
44、64‧‧‧寬頻光隔離器
45、65‧‧‧飽和吸收體
46、66‧‧‧輔助光源
48、50、68、70‧‧‧色散光纖
49、69‧‧‧光耦合輸出元件
60‧‧‧線性全光纖系統
71、72‧‧‧端部
第1圖為習知鎖模光纖雷射之示意圖；第2圖為習知鎖模光纖雷射之示意圖；第3圖為習知鎖模光纖雷射之示意圖；第4圖為本發明之環形全光纖雷射系統一實施例之示意圖；第5圖為本發明之線性全光纖雷射系統實施例之示意圖；以及第6圖為本發明全光纖雷射系統操作方法之流程圖。
40‧‧‧環形全光纖系統
41‧‧‧脈衝泵浦光源
42、47‧‧‧光信號組合單元
43‧‧‧增益光纖
44‧‧‧寬頻光隔離器
45‧‧‧飽和吸收體
46‧‧‧輔助光源
48、50‧‧‧色散光纖
49‧‧‧光耦合輸出元件

Claims (36)

  1. 一種環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，包括：一脈衝泵浦光源；一增益光纖；一第一光信號組合單元，分別與該脈衝泵浦光源以及該增益光纖連接；一寬頻光隔離器，與該增益光纖連接；一光纖式飽和吸收體，與該寬頻光隔離器連接；一輔助光源；一第二光信號組合單元，與該飽和吸收體以及該輔助光源連接；及一光耦合輸出元件，該光耦合輸出元件與該第二光信號組合單元連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該脈衝泵浦光源輸出一泵浦光，該泵浦光之波長範圍為790-820、900-930或960-990nm。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該泵浦光之波長為975nm。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該寬頻光隔離器會隔離由該脈衝泵浦光源輸出輸出之該泵浦光，使該泵浦光不會接觸到該光纖式飽和吸收體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該增益光纖包括一摻鐿增益光纖、一摻鉺增益光纖、一摻鐠增益光纖、一摻銩增益光纖以及一 摻鈥增益光纖。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該飽和吸收體為一高增益摻鐿光纖。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該第一及第二光信號組合單元均包括一光耦合器以及一波長多工器。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，更包括至少一色散光纖，該色散光纖包括一正色散光纖以及一負色散光纖，該負色散光纖與該光耦合輸出元件以及與該輔助光源連接之該光信號組合單元連接，而該正色散光纖與該光耦合輸出元件以及與該脈衝泵浦光源連接之該光信號組合單元連接，形成一環形共振腔。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該光耦合輸出元件輸出之雷射主波長範圍為1010-1090nm。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該光耦合輸出元件輸出之雷射主波長為1035nm。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該輔助光源之輔助雷射波長範圍為1060-1100nm。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該輔助光源之波長為1064nm。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該增益光纖孔徑範圍從3微米至1毫 米。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該寬頻光隔離器為法拉第磁光晶體或多模泵浦光源阻絕器與低通光濾波器之組合。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中在該脈衝泵浦光源照射該增益光纖之100~1000微秒內，該增益光纖中之雷射波長為1010-1070nm之間。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該光耦合輸出元件為光耦合器。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之環形共振腔全光纖短脈衝雷射系統，更包括至少一色散光纖，該色散光纖包括光子晶體光纖，光子晶體光纖與光耦合輸出元件以及與脈衝泵浦光源連接之第一光信號組合單元連接，形成環形共振腔。
  18. 一種線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，包括：一脈衝泵浦光源；一第一光信號組合單元，其中該第一光信號組合單元與該脈衝泵浦光源連接；一增益光纖，連接與該脈衝泵浦光源連接之該第一光信號組合單元；一寬頻光隔離器，連接與該脈衝泵浦光源連接之該第一光信號組合單元；一低通濾波器，與該寬頻光隔離器連接；一光纖式飽和吸收體，與該低通濾波器連接； 一第二光信號組合單元；一輔助光源，與該第二光信號組合單元連接；以及一光耦合輸出元件，與該第二光信號組合單元連接。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該脈衝泵浦光源輸出一泵浦光，該泵浦光之波長範圍為790-820、900-930或960-990nm。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該泵浦光之波長為975nm。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該寬頻光隔離器會隔離由該脈衝泵浦光源輸出輸出之該泵浦光，使該泵浦光不會接觸到該光纖式飽和吸收體。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該增益光纖包括一摻鐿增益光纖、一摻鉺增益光纖、一摻鐠增益光纖、一摻銩增益光纖以及一摻鈥增益光纖。
  23. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該飽和吸收體為一高增益摻鐿光纖。
  24. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該第一及第二光信號組合單元均包括一光耦合器以及一波長多工器。
  25. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，更包括至少一色散光纖，該色散光纖包括一正色散光纖以及一負色散光纖，該負色散光纖與該光耦合輸出元件以及與另一該等光信號組合單元連接，而該 正色散光纖與該增益光纖連接，形成一線性共振腔。
  26. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該光耦合輸出元件輸出之雷射主波長範圍為1010-1090nm。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該光耦合輸出元件輸出之雷射主波長為1035nm。
  28. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該輔助光源之輔助雷射波長範圍為1060-1100nm。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該光耦合輸出元件輸出之輔助雷射波長為1064nm。
  30. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該增益光纖孔徑範圍從3微米至1毫米。
  31. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該寬頻光隔離器為法拉第磁光晶體或多模泵浦光源阻絕光纖與低通光濾波器之組合。
  32. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中在該脈衝泵浦光源照射該增益光纖之1000微秒內，該增益光纖中之雷射波長為1010-1070nm之間。
  33. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其中該光耦合輸出元件為光耦合器。
  34. 如申請專利範圍第18項所述之線性共振腔全光纖短脈衝雷射系統，其更包括二端部，該等端部之表面具有一鍍膜，其中一端鍍膜為寬頻ASE之高反射波長，另一端為部分反射ASE波長。
  35. 一種全光纖短脈衝雷射系統之操作方法，其步驟包括：提供一全光纖雷射系統，其包括一脈衝泵浦光源、一飽和吸收體、一輔助光源、至少一色散光纖以及一光耦合輸出元件；利用該脈衝泵浦光源產生一寬頻ASE；利用該飽和吸收體使該全光纖雷射系統達成被動自鎖模狀態；利用該輔助光源加快該飽和吸收體之回復時間；利用該色散光纖達成色散補償，以提供超短脈衝輸出；以及利用該光耦合輸出元件部分輸出通過該全光纖雷射系統之一雷射。
  36. 如申請專利範圍第35項所述之全光纖短脈衝雷射系統之操作方法，其中該全光纖雷射系統包括一環形全光纖雷射系統以及一線性全光纖雷射系統。
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