一种智能时空锁模光纤激光器和控制方法

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，特别涉及一种智能时空锁模光纤激光器和控制方法。

背景技术

锁模激光器是获取高能量超窄脉冲的重要手段，目前在激光加工、医学成像、通信及军事等领域具有重要应用。相比于传统的单模光纤锁模激光器，基于多模光纤的时空锁模光纤激光器具有更大的模场面积，理论研究表明多模光纤激光器输出脉冲能量比单模光纤激光器输出脉冲能量高三个数量级，是获取高能量超短脉冲的理想选择。此外，由于多模光纤同时存在多种横模分布，在空间上了提供了更多的自由度。因此，该类光纤激光器可广泛应用于工业精密加工、光通信、高精度传感、检测及军事等多个领域。

时空锁模光纤激光器采用多模光纤，需要在锁定纵模的同时对横模进行同步锁定，即需要对激光的空间分布进行合理调控。因此，如何对空间模式进行精确控制，并同时实现时域与空间模式同时锁定是获取多模锁模时空光纤激光器的关键。目前实现空间模式调控的方法一般借助空间滤波器来实现：对于空间光类型光纤激光器，通常采用在空间区域放置小孔，根据摆放不同位置来消除部分横模成分。对于全光纤类型光纤激光器，采用不同数值孔径及错位熔接等方法消除部分横模。现有技术的上述方法只能通过坐标空间维度消除部分横模成分，不能准确实现对模式的选择，同时也给系统带来了较大的额外损耗，获得的脉冲能量低。

因此现有技术还有待发展和提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种智能时空锁模光纤激光器和控制方法，以解决现有的时空锁模光纤激光器无法准确控制空间模场分布问题。

本发明通过以下技术方案实现的：一种智能时空锁模光纤激光器，所述智能时空锁模光纤激光器为多模光纤激光器，具有光学谐振腔结构，其包括：全光纤动量空间调制装置，所述全光纤动量空间调制装置与所述光学谐振腔结构连接，所述全光纤动量空间调制装置用于控制空间模场分布；

所述全光纤动量空间调制装置包括：动量空间随机调控器件和智能反馈控制装置；

所述动量空间随机调控器件和所述智能反馈控制装置连接；

所述动量空间随机调控器件用于得到在多模光纤坐标空间中任意形态的模场分布；

所述智能反馈控制装置用于得到多模光纤时空锁模状态的特定模场分布。

本发明的进一步设置，所述光学谐振腔结构为环形腔回路，所述智能时空锁模光纤激光器还包括：多模光纤泵浦源、多模泵浦连接器、少模增益光纤、无源折射率渐变光纤、多模光纤型光隔离器、可饱和吸收体、多模光纤型耦合器以及多模光纤滤波器；

所述多模光纤泵浦源与所述多模泵浦连接器连接，所述多模光纤泵浦源用于对激光工作物质进行激励；

所述多模泵浦连接器用于将所述多模光纤泵浦源发出的光和信号耦合入环形腔回路中；

所述少模增益光纤用于通过增益物质受所述多模光纤泵浦源发出的光激发出一微米波段的激光；

所述无源折射率渐变光纤用于减少模间色散；

所述多模光纤型光隔离器用于保证激光在环形腔回路中单向传输；

所述可饱和吸收体用于实现时域模式锁定；

所述多模光纤型耦合器用于将环形腔回路中的部分激光耦合输出；

所述多模光纤滤波器用于对环形腔回路中的激光进行时域滤波。

本发明的进一步设置，所述智能反馈控制装置包括智能反馈算法模块；

所述智能反馈算法模块通过全局优化算法得到满足时空锁模状态的特定模场分布集合，并且所述智能反馈算法模块通过人工智能对时空锁模状态的特定模场分布集合进行反复学习。

本发明的进一步设置，所述智能反馈控制装置还包括：旋钮控制模块；

所述旋钮控制模块用于通过人工或者所述智能反馈算法模块锁定时空锁模状态的特定模场分布。

本发明的进一步设置，所述全光纤动量空间调制装置还包括：监测输出器件；

所述监测输出器件分别与所述全光纤动量空间调制装置和所述智能反馈控制装置连接，所述监测输出器件用于监测所述全光纤动量空间调制装置的腔内状态并且输出信号至所述智能反馈控制装置。

本发明的进一步设置，所述多模光纤泵浦源、所述多模泵浦连接器、所述少模增益光纤、所述无源折射率渐变光纤、所述全光纤动量空间调制装置、所述多模光纤型光隔离器、所述可饱和吸收体、所述多模光纤型耦合器以及所述多模光纤滤波器依次连接组成环形腔回路。

本发明的进一步设置，所述动量空间随机调控器件通过改变所述多模光纤的几何结构得到在所述多模光纤的坐标空间中任意形态的模场分布。

本发明的进一步设置，所述可饱和吸收体为人工类可饱和吸收体或天然类可饱和吸收体。

本发明的进一步设置，所述少模增益光纤为折射率阶跃式掺杂稀土元素光纤并以掺镱光纤作为激光的增益介质。

基于同样的发明构思，本发明还提供一种控制方法，应用上述所述的智能时空锁模光纤激光器中，其包括如下步骤：

通过动量空间随机调控器件得到在多模光纤坐标空间中任意形态的模场分布；

通过智能反馈控制装置得到多模光纤时空锁模状态的特定模场分布。

本发明的有益效果：

本发明提供一种智能时空锁模光纤激光器和控制方法，所述智能时空锁模光纤激光器包括：全光纤动量空间调制装置，所述全光纤动量空间调制装置用于控制空间模场分布，通过所述全光纤动量空间调制装置达到准确控制空间模场分布，实现时空锁模的效果；所述全光纤动量空间调制装置包括：动量空间随机调控器件和智能反馈控制装置；所述动量空间随机调控器件和所述智能反馈控制装置连接；所述动量空间随机调控器件用于得到在多模光纤坐标空间中任意形态的模场分布，仅通过所述动量空间随机调控器件即可获得任意空间调控状态，达到具有灵活性的效果；所述智能反馈控制装置用于得到多模光纤时空锁模状态的特定模场分布，在获得任意空间调控状态之后，即可通过所述智能反馈控制装置得到特定模场分布，达到实现准确控制空间模场分布的效果。

首先通过动量空间随机调控器件得到坐标空间中任意形态的模场分布，随后通过智能反馈控制装置找出多模光纤时空锁模状态的特定模场分布，最终可以精确地控制空间模场分布，实现时间模式和空间模式的同时锁定，获得稳定可靠的高能量超短脉冲输出。

附图说明

图1为本发明提供的一种智能时空锁模光纤激光器较佳实施例的原理结构框图。

图2为缠绕式调控方式原理结构图。

图3为拉伸挤压式调控方式原理结构图。

图4为局部加热式调控方式原理结构图。

图5为图1进行时空锁定模式时的判定程序流程图。

图6为本发明提供的一种智能时空锁模光纤激光器另一实施例的线性结构的原理结构框图。

图7为本发明提供的一种控制方法较佳实施例的流程图。

主要元件符号说明

100、智能时空锁模光纤激光器；10、多模光纤泵浦源；20、多模泵浦连接器；30、少模增益光纤；40、无源折射率渐变光纤；50、全光纤动量空间调制装置；60、多模光纤型光隔离器；70、可饱和吸收体；80、多模光纤型耦合器；90、多模光纤滤波器；51、动量空间随机调控器件；52、智能反馈控制装置；53、监测输出器件；521、智能反馈算法模块；522、旋钮控制模块。

具体实施方式

本发明提供一种智能时空锁模光纤激光器和控制方法较佳实施例，适用于光纤激光器技术领域。为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举例对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”与“所述”可泛指单一个或复数个。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例

本发明提供一种智能时空锁模光纤激光器较佳实施例，如图1所示，本发明较佳实施例提供的智能时空锁模光纤激光器100采用多模光纤，是一种多模光纤激光器，具有光学谐振腔结构，所述光学谐振腔结构包括线性腔回路结构和环形腔回路结构，所述智能时空锁模光纤激光器100包括:沿着光的传播方向依次设置的多模光纤泵浦源10、多模泵浦连接器20、少模增益光纤30、无源折射率渐变光纤40、全光纤动量空间调制装置50、多模光纤型光隔离器60、可饱和吸收体70、多模光纤型耦合器80、多模光纤滤波器90。所述智能时空锁模光纤激光器100中设置有所述全光纤动量空间调制装置50用于控制多模光纤空间模场分布以实现多模光纤激光器中的时空模式即时间模式和空间模式的同时锁定，获得高能量稳定的脉冲输出。

请继续参阅图1，本较佳实施例中，所述全光纤动量空间调制装置50是全光纤化的，具有柔性的特点的空间调制装置，其包括：动量空间随机调控器件51和智能反馈控制装置52；所述动量空间随机调控器件51和所述智能反馈控制装置52连接；所述动量空间随机调控器件51用于得到在多模光纤坐标空间中任意形态的模场分布；所述智能反馈控制装置52用于得到多模光纤时空锁模状态的特定模场分布，以准确控制空间模场分布，实现多模光纤激光器中的时空模式即时间模式和空间模式的同时锁定。

其中，所述动量空间随机调控器件51为基于多模光纤的所述动量空间随机调控器件51，该光纤可以为折射率阶跃型多模光纤或折射率渐变型多模光纤。

请继续参阅图1，本较佳实施例中，所述智能时空锁模光纤激光器100具有环形腔回路，即所述光学谐振腔结构为环形腔回路，所述多模光纤泵浦源10、所述多模泵浦连接器20、所述少模增益光纤30、所述无源折射率渐变光纤40、所述全光纤动量空间调制装置50、所述多模光纤型光隔离器60、所述可饱和吸收体70、所述多模光纤型耦合器80以及所述多模光纤滤波器90依次连接组成光纤环形腔回路。

在其他实施例中，如图6所示，所述智能时空锁模光纤激光器100还可以设置为线性腔结构，即所述光学谐振腔结构为线性腔结构，所述多模光纤泵浦源10、所述多模泵浦连接器20、所述多模光纤型耦合器80、所述少模增益光纤30、所述全光纤动量空间调制装置50以及所述多模光纤滤波器90沿着光的传播方向依次连接。

其中，请继续参阅图1，本较佳实施例中，所述多模光纤泵浦源10与所述多模泵浦连接器20连接，所述多模光纤泵浦源10用于对激光工作物质进行激励；所述多模泵浦连接器20用于将所述多模光纤泵浦源10发出的光和信号耦合入环形腔回路中；所述少模增益光纤30用于通过增益物质受所述多模光纤泵浦源10发出的光激发出一微米波段的激光；所述无源折射率渐变光纤40用于减少模间色散；所述多模光纤型光隔离器60用于保证激光在环形腔回路中单向传输；所述可饱和吸收体70用于实现时域模式锁定；所述多模光纤型耦合器80用于将环形腔回路中的部分激光耦合输出；所述多模光纤滤波器90用于对环形腔回路中的激光进行时域滤波。即在本较佳实施例中，所述多模光纤泵浦源10通过所述多模泵浦连接器20对环形腔回路中的所述少模增益光纤30进行泵浦并产生一微米波段的激光，在没有任何控制情况下所述智能时空锁模光纤激光器100处于连续光脉冲输出状态。并且由于不同传播模式的群速度不同，达到光纤终端有先有后，即产生模间色散，所以设置有所述无源折射率渐变光纤40以减少模间色散。所述全光纤动量空间调制装置50接入所述无色折射率的尾部，在控制空间模场分布之后，经过所述多模光纤型光隔离器60、并且经过所述可饱和吸收体70完成时域模式的锁定。所述可饱和吸收体70是一种透射率与光强有关的器件，对光强高的部分损耗小，光强弱的部分损耗大；具体地，所述可饱和吸收体70可以设置为为基于非线性偏振旋转效应、非线性光纤环境等人工类可饱和吸收体70，也可以为基于半导体可饱和吸收镜(SESEAM)、碳纳米管、新型二维材料(石墨烯、黑磷等)等天然类可饱和吸收体70；此外，在其他实施例中，可以调整所述可饱和吸收体70的放置位置，可饱和吸收体70可以放在所述少模增益光纤30的两端，也可以放在无源光纤即所述无源折射率渐变光纤40中。之后，经过所述多模光纤型耦合器80时耦合输出部分激光用于测量观察，在本实施例中所述多模光纤型耦合器80为7：3耦合输出，即30％的激光用于输出，剩余70％的激光会在环形腔回路中继续循环并保持腔内稳定，之后激光会通过所述多模光纤滤波器90进行时域滤波，保证对脉冲进行周期性的削弱并重新进入循环。此外，所述多模光纤型光隔离器60接入环形腔回路中，所述多模光纤型光隔离器60为偏振相关隔离器，所述多模光纤型光隔离器60分别于所述可饱和吸收体70和所述多模光纤型耦合器80连接，用于保证激光在环形腔回路结构内单向传输。

此外，在其他实施例中，还可以用所述全光纤动量空间调制装置50作为可饱和吸收体70，在时域过程中产生饱和吸收效应，对脉冲的形成起到关键作用。当脉冲经过可饱和吸收体70时，脉冲能量高的部分完全透过，脉冲能量低的部分不能透过，这样当脉冲经过可饱和吸收体70后起到窄化脉冲的作用。

进一步地，请继续参阅图1，在本较佳实施例中，所述少模增益光纤30为折射率阶跃式掺杂稀土元素光纤并以掺镱光纤作为激光的增益介质。并且所述少模增益光纤30的根据高掺杂或低掺杂对其长度进行调整，在本较佳实施例中，以所述少模增益光纤30的长度为2米进行说明。

请继续参阅图1，本较佳实施例中，激光在进入所述动量空间随机调控器件51时，入射光的波前在动量空间下被分解为多个正交模式，多模光纤作为一个坐标空间到动量空间的转换器，通过改变多模光纤的几何结构，改变这些正交模式的相位和振幅，实现对多模光纤内部空间模场的相位和振幅随机扰动，进而得到坐标空间中任意形态的模场分布。具体可以采用机械调控方式来改变几何结构，例如如图2所示，采用多桨耦合控制器缠绕多模光纤方法实现动量空间随机调控，以通过缠绕多模光纤的方法实现动量空间随机调控，多个正交空间模在多模光纤中传播，入射光信号的波前将被分解成多个正交模式，多模光纤作为一个坐标空间到动量空间的转换器。通过几何改变实现从一种模式到另一种模式的耦合，每个桨都可以创建单独的自由度。此外还可以采用如图3和4所示的通过压缩拉伸、局部加热等通过其他机械调控的方式或者其他任意一种可以实现改变多模光纤的几何结构的方式，对多模光纤带来弯曲、扭曲、挤压等几何改变，得到坐标空间中任意形态的模场分布，实现动量空间随机调控。此外，所述动量空间随机调控器件51还可以起到空间滤波的作用。

之后，为了得到我们想要的特定模场分布，进而实现时空锁模，因此设置有所述智能反馈控制装置52对任意形态的模场分布进行调控得到多模光纤时空锁模状态的特定模场分布。并且为了便于调控，需要设置监测器件对所述智能反馈控制装置52进行监测。所以，本较佳实施例中，所述全光纤动量空间调制装置50还设置有监测输出器件53，所述监测输出器件53分别与所述全光纤动量空间调制装置50和所述智能反馈控制装置52连接，所述监测输出器件53用于监测所述全光纤动量空间调制装置50的腔内状态并且输出信号至所述智能反馈控制装置52，该腔内状态包括没有时空锁定下的连续光状态，及锁定状态下的单脉冲状态和束缚态状态等。其中，所述监测输出器件53为全光纤的所述监测输出器件53，其可以为光纤耦合输出器件，耦合输出比为99：1。

具体地，在得到坐标空间中任意形态的模场分布，实现动量空间随机调控之后，所述监测输出器件53将所述动量空间随机调控器件51产生的随机模场分布信号通过所述监测输出器件53传递至所述智能反馈控制装置52。所述智能反馈控制装置52具有智能反馈算法模块521，所述智能反馈算法模块521接收并处理该随机模场分布信号，通过全局优化算法分析该信号的特征，例如光功率信号、信号电压值、脉冲重复频率稳定性、输出脉冲能量、输出光谱形状，得到满足时空锁模状态的特定模场分布集合即满足时空锁模状态的最优解集合，该集合可以为单脉冲输出，也可以为束缚态，多脉冲输出等；并且所述智能反馈算法模块521通过人工智能即人工智能系统对得到的时空锁模状态的特定模场分布集合进行反复学习，完成整个过程。通过反复学习即可使得缩短时空锁模时间，并且使所述动量空间随机调控器件51产生记忆，提高时空锁模效率。此外，所述智能反馈控制装置52还包括：旋钮控制模块522；所述旋钮控制模块522与所述智能反馈算法模块521电性连接，所述旋钮控制模块522配有与所述智能反馈算法模块521联机的线缆，可以提供过线缆扭动所述旋钮控制模块；所述旋钮控制模块522用于通过人工或者所述智能反馈算法模块521锁定时空锁模状态的特定模场分布，达到对空间模场精准调控的效果，即最后通过，所述智能反馈算法模块521扭动所述旋钮控制模块522锁定时空锁模状态的特定模场分布或者通过人工手动扭动所述旋钮控制模块522锁定时空锁模状态的特定模场分布，以准确控制空间模场分布，最终获得稳定的高能量超短脉冲输出；其中，在常规状态下，是通过所述智能反馈算法模块521进行锁定，在一些特定环境如有元件损坏时，可以通过人工手动扭动进行锁定起到应对紧急状况的效果。此外，所述智能反馈算法模块521可以为现场可编程逻辑门阵列，也可以为单片机等。

进一步地，请继续参阅图1，在本较佳实施例中，所述智能时空锁模光纤激光器100为环形结构回路，总长度约为8米。从所述耦合器80输出的激光通过光谱仪和示波器来测量，并且通过用电荷耦合器80件相机记录光束轮廓，采用自相关仪测量脉冲宽度。具体的时空锁定判断，以输出脉冲能量和光谱形状为例，当激光输出尚未达到锁定状态时，通过小范围调整动量空间调控器件，输出脉冲能量平稳变化。当激光输出达到时空锁定状态时，在改变动量空间调控器件时输出光功率会有明显波动，此时记录当前动量空间调控器件的位置。当激光输出尚未达到锁定状态时，通过小范围调整动量空间调控器件，输出光谱形状无明显变化，表现为单纵模状态。当激光输出达到时空锁定状态时，在改变动量空间调控器件时输出光谱会有明显展宽迹象，光谱形状会明显变化，光谱内会有多纵模产生，此时需要记录当前动量空间调控器件的位置。

并且，时空锁模状态的输出状态判定方式包括从所述监测输出器件53输出的测量反馈信号电压、输出脉冲重复频率稳定性、输出脉冲能量、输出光谱宽度等，进而判断是否已完成模式锁定。

此外，在具体的应用中，所述全光纤动量空间调制装置50除了应用于本较佳实施例所述的智能时空锁模光纤激光器100，即掺镱多模锁模光纤激光器还可以有明显光响应的任意波长多模锁模光纤激光器进行时空模式锁定，例如可见光波段、通信波段及中远红外波段；并且所述全光纤动量空间调制装置50还可应用于自由空间光光纤激光器中。

如图5所示，图5为本较佳实施例的所述智能时空锁模光纤激光器100时空锁定模式判定程序流程图。首先打开所述多模光纤泵浦源10，在没有任何控制情况下激光器处于连续光脉冲输出状态。接下来，通过调控所述动量空间随机调控器件51，控制方式可以为缠绕式(如图3)、压缩拉伸式(如图4)或局部加热(如图5)等方式对多模光纤内部进行模式随机耦合。以缠绕式为例，将多模光纤均匀的缠在多桨耦合控制器上，利用缠绕盘上的旋转钮能够拧松，便于拆解。通过外部电机旋转耦合控制器的任意桨可以改变多模光纤动量空间内部的相位和振幅，这样就可以在坐标空间中获取任意形态的模场分布。随后腔内状态通过所述监测输出器件53进行收集传送给所述智能反馈控制装置52，所述智能反馈算法模块521的工作包含两部分内容，首先所述监测输出器件53反馈的随机模场信号通过全局优化算法进行控制，找出满足时空锁模状态的最优解集合，随后通过人工智能对时空锁模状态集合进行反复学习，缩短时空锁模时间，以准确控制空间模场分布，完成整个过程。

对于具体的锁定方式，以从所述监测输出器件53最后输出的脉冲能量和光谱形状为例，当激光输出尚未达到锁定状态时，通过小范围调整动量空间调控器件，输出脉冲能量平稳变化。当激光输出达到时空锁定状态时，在改变动量空间调控器件时输出光功率会有明显波动，此时记录当前动量空间调控器件的位置。当激光输出尚未达到锁定状态时，通过小范围调整动量空间调控器件，输出光谱形状无明显变化，表现为单纵模状态。当激光输出达到时空锁定状态时，在改变动量空间调控器件时输出光谱会有明显展宽迹象，光谱内会有多纵模产生，此时记录当前动量空间调控器件的位置。

其中，全局优化算法可以包括：遗传算法，粒子群算法，模拟退火算法等算法；人工智能可以包括：人工神经网络，关联规则学习等方式进行训练优化。

所以，本较佳实施例提供的所述智能时空锁模光纤激光器100只通过调节动量空间调控装置即可得到任意空间状态，并把想要的空间状态通过智能反馈算法进行获取，所述智能时空锁模光纤激光器100在实现空间模式调控，完成时空锁模方面具有良好的灵活性和可控性。并且，相比较现有的需要通过错位熔接光纤的方法实现的空间模式调控的方法，会带来一定损耗；较佳实施例提供的所述智能时空锁模光纤激光器100将任意空间的状态完全转化为我们想要的一种空间状态，有效的减少了空间损耗。此外，相比较其他大型空间调控器件，本发明较佳实施例采用的所述动量空间调控装置具有小型化的特点，并且通过所述智能反馈算法模块521操作后具有使用方便，稳定性高等特点。因此，所述智能时空锁模光纤激光器100在实现空间模式调控，完成时空锁模方面具有良好的灵活性和可控性，减少了空间损耗，并且具有小型、操作方便、稳定性高等特点，在未来具有更好地应用价值。

本发明还提供一种控制方法的较佳实施例，所述方法应用于所述智能时空锁模光纤激光器中100，以对所述智能时空锁模光纤激光器100进行控制。如图7所示，图7为所述控制方法的流程图，根据不同的需求，该流程图中步骤顺序可以改变，某些步骤可以省略。所述控制方法包括一些步骤：

S100、通过动量空间随机调控器件得到在多模光纤坐标空间中任意形态的模场分布；

具体地，请结合参阅图1和图7，在本发明所述控制方法的较佳实施例中。在实际应用中，为了实现控制空间模场分布，首先要通过所述动量空间随机调控器件51得到在多模光纤坐标空间中任意形态的模场分布，实现动量空间随机调控。

S200、通过智能反馈控制装置得到多模光纤时空锁模状态的特定模场分布；

具体地，请结合参阅图1和图7，在本发明所述控制方法的较佳实施例中。在得到在多模光纤坐标空间中任意形态的模场分布之后，要通过所述智能反馈控制装置52得到多模光纤时空锁模状态的特定模场分布，以控制空间模场分布。

上述技术方案，通过动量空间随机调控器件可得到任意空间状态，并把想要的空间状态通过智能反馈控制装置进行获取，达到控制空间模场分布，实现时间模式和空间模式的同时锁定，获得高能量的脉冲输出的效果。

综上所述，本发明提供的一种智能时空锁模光纤激光器和控制方法，具有以下有益效果：

本发明采用一种设置有动量空间调控装置的智能时空锁模光纤激光器实现多模光纤激光器中的时空模式同时锁定。首先通过动量空间随机调控器件得到坐标空间中任意形态的模场分布，随后通过智能反馈控制装置找出多模光纤时空锁模状态的特定模场分布，最终可以精确地控制空间模场分布，实现时间模式和空间模式的同时锁定，获得稳定可靠的高能量超短脉冲输出。与放置小孔和错位熔接等直接在坐标空间控制相比，所述智能时空锁模光纤激光器具有良好的灵活性和可控性，并且减少了空间损耗，在未来具有更好地应用价值。

应当理解的是，本发明上述有关技术方案的描述较为具体，并不能因此理解为对本发明保护范围的限制，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。本领域普通技术人员根据本发明上述较佳实施例，无须任何创造性劳动的改变和变换等技术方案，都应属于本发明的保护范围之内。