[發明專利]單頻窄線寬保偏全光纖脈沖激光器

有效

• 申請號: 201110148475.1
• 申請日: 2011-06-03
• 公開（公告）號: CN102263356A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 陳衛標;朱韌;周軍;劉繼橋
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/106
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及脈沖光纖激光器，特別是一種單頻窄線寬保偏全光纖脈沖激光器。

技術背景

單頻線偏振脈沖激光器在遙感技術、光譜技術、相干激光雷達探測和相干通信等領域有著重要的應用前景。在這些領域中，往往要求激光線寬在10MHz以下，同時對于脈沖重頻也有不同要求。在現有技術中，種子注入固體單頻激光器應用較多[參見S.W.Henderson，E.H.Yuen，and?E.S.Fry，Opt.Lett，Vol.11，No.11，pp.715(1986)]，這種激光器輸出激光能量較大，但其脈寬一般較窄、重頻較低、線寬在數十MHz至百MHz左右，特別是控制系統復雜，不利于長期穩定應用。

發明內容

本發明旨在克服上述現有技術的不足，提供一種單頻窄線寬保偏全光纖脈沖激光器，該激光器具有全光纖結構、重復頻率和脈寬可調、光譜信噪比高，結構緊湊等特點。

本發明的技術解決方案如下：

一種單頻窄線寬保偏全光纖脈沖激光器，包括連續單頻種子源激光器，其特點在于沿所述的連續單頻種子源激光器輸出光束的傳播方向依次是：第一聲光調制器、第一級單模光纖放大器、第一隔離濾波器、第二級單模光纖放大器、第二聲光調制器、第二隔離濾波器、第三級大模場雙包層光纖放大器，脈沖時序控制信號源的輸出端分別與所述的第一聲光調制器、第二聲光調制器和第三級大模場雙包層光纖放大器的時序控制端相連，給出特定時間關系的電脈沖信號，控制所述的第一聲光調制器、第二聲光調制器和第三級大模場雙包層光纖放大器的工作時間。

所述的連續單頻種子源激光器的激光線寬＜10MHz。

所述的第一級單模光纖放大器和第二級單模光纖放大器的增益光纖為單模保偏增益光纖，所述的第三級大模場雙包層光纖放大器的增益光纖為大模場雙包層保偏增益光纖。

通過第一聲光調制器調制連續激光得到脈沖序列，再通過兩級單模光纖放大器得到高增益的功率放大輸出，最后通過大模場雙包層光纖放大器得到高脈沖能量放大輸出。級間采用隔離濾波器減小非線性效應與ASE效應，而第二聲光調制器在進一步減小放大自發輻射效應的同時還可改變激光脈沖頻率。

所述的第一聲光調制器與第二聲光調制器為通過電信號同步進行時序控制，脈沖時序控制信號源輸出具有特定時間關系的電信號分別加載到所述的第一聲光調制器與第二聲光調制器的驅動電源上，驅動電源輸出相應的聲脈沖控制聲光調制器的開關。從而使得第二聲光調制器可對第一聲光調制器產生的脈沖序列進行時間選擇，讓激光脈沖通過，而在無脈沖時阻止放大自發輻射光，同時對激光脈沖也可以進行選擇通過與否，從而改變激光脈沖頻率。

所述的第三級大模場雙包層光纖放大器在應用于低重頻脈沖激光輸出時，采用脈沖泵浦方式，脈沖時序控制信號源輸出與聲光調制器的控制信號具有特定時間關系的電信號控制泵浦的開關時間，以提高泵浦利用效率并減小放大自發輻射。

所述的單模增益光纖與大模場雙包層增益光纖皆為高吸收的保偏增益光纖，大模場雙包層光纖的輸出端面為斜面。

本發明的技術效果：

本發明利用高增益的光纖激光放大器結構來獲得高能量的單頻窄線寬脈沖激光輸出，采用不同增益光纖的三級放大結構使光纖激光放大器能夠高效率的輸出高能量脈沖。放大器級間采用隔離濾波器大大減小了非線性效應與ASE效應。采用兩個聲光調制器配合使用既進一步減小了放大自發輻射效應又可更靈活的控制激光脈沖寬度與頻率，從而使輸出激光脈沖重頻與脈寬皆可調，并提高了激光的單頻性能，使整個放大器結構簡單，易于控制，適應不同應用場合。

附圖說明

圖1為本發明單頻窄線寬保偏全光纖脈沖激光器結構示意圖；

圖2為本發明單頻窄線寬保偏全光纖脈沖激光器中第一聲光調制器，第二聲光調制器與第三級放大采用脈沖泵浦時的控制脈沖時序關系圖

圖3為本發明單模光纖放大器結構圖

圖4為本發明大模場雙包層光纖放大器結構圖

圖中：1-連續單頻種子源激光器，2-第一聲光調制器，3-第一級單模光纖放大器，4-第一濾波隔離器，5-第二級單模光纖放大器，6-第二聲光調制器，7-第二濾波隔離器，8-大模場雙包層光纖放大器，9-脈沖時序控制信號源，301-單模尾纖耦合泵浦源，302-波分復用器(WDM)，303-單模保偏增益光纖，801-多模尾纖耦合泵浦源，802-泵浦合束器，803-大模場雙包層保偏增益光纖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。