[發明專利]測量全光纖脈沖激光器ASE噪聲的方法

有效

• 申請號: 201410247921.8
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN103983428A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 夏海云;賈曉東;孫東松;竇賢康;舒志峰
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

技術領域

本發明屬于全光纖脈沖激光器技術領域，具體涉及一種測量全光纖激光器ASE(Amplified?Spontaneous?Emission,ASE)噪聲的方法。?

背景技術

全光纖脈沖激光器的光路由光纖和光纖元件構成，光纖和光纖元件之間采用光纖熔接技術連接。激光器的整個光路完全封閉在光纖波導中，具有光束質量好、效率高、閾值低，結構緊湊等優點。高度的集成、體積小，全封閉性光路與外界環境隔離，使得激光器的運轉更加可靠，具有更長的穩定性，可以在比較惡劣的環境下工作。全光纖脈沖激光器可以實現主振蕩放大高功率激光脈沖的輸出，在光通訊、激光遙感、激光醫療、工業加工、航空航天、材料科學、光譜學以及非線性光學領域得到了廣泛的應用，是激光領域研究的熱點之一。?

全光纖脈沖激光器在工作過程中，激光脈沖放大器是由輸入的脈沖信號激勵，其增益光纖一直被連續地抽運。對于理想的激光脈沖放大器，由于抽運的作用增益光纖的粒子數處于反轉狀態，當激勵脈沖通過激光脈沖放大器時，增益光纖激發態上的粒子在脈沖信號的激勵下產生強烈的受激輻射，使激光脈沖信號得到放大。然而，對于現實中的全光纖脈沖激光器，即使沒有激光脈沖信號的激勵，由于自發輻射的因素，激光脈沖放大器也會在其光信號增益寬度內輻射出激光，即ASE噪聲。?

全光纖脈沖激光器的ASE噪聲不僅會降低增益光纖的能量轉換效率，而且會對增益均勻性產生嚴重影響。ASE噪聲的存在，降低了激光脈沖信號的信噪比，破壞了激光的相干性，對于全光纖脈沖激光器的應用產生消極的影響。在光纖通信系統中，ASE噪聲引起的噪聲電流包含直流部分和起伏部分，它們會分別影響PIN接收機的判決電平和誤碼率，使接收機的靈敏度受到限制。由于ASE噪聲的存在，將導致激光脈沖電場強度的振幅和相位隨時間起伏，造成高能量激光驅動慣性約束核聚變實驗中脈沖信號信噪比的下降，成為制約快點火實驗的瓶頸。在波分復用全光通信網中，激光脈沖放大器引起的ASE噪聲通過多個光分插復用節點后積累起來，最終導致下路光分插復用節點的光信噪比下降，影響通信系統的誤碼率。全光纖脈沖激光器用于激光雷達時，ASE噪聲會引起激光脈沖波形的拖尾現象，并且要求盡?量減小ASE噪聲耦合進入光電探測器。因此，有必要測量出全光纖脈沖激光器的ASE噪聲。?

由于全光纖脈沖激光器輸出的信號光的峰值功率高于ASE噪聲功率約40～60dB，且ASE噪聲的光頻率處于一定寬度的帶寬內，很難與信號光分開，因此測量全光纖脈沖光纖激光器的ASE噪聲一直是個難點。目前常用的方法有：增益和噪聲測量系統的方法、偏振抑制法、測量光譜密度法和比較載噪比法。其中，增益和噪聲測量系統的方法、偏振抑制法和測量光譜密度法可以用于測量低功率的全光纖脈沖激光器的ASE噪聲，不適用于測量高功率的全光纖脈沖激光器。比較載噪比法是可以用于高功率光纖脈沖激光器的ASE噪聲的測量，但是該方法需要測量的未知量比較多，比如需要在保持輸出功率P_s恒定時測量出在未加脈沖放大器時的光誤差器的衰減值L1，連續種子光與脈沖放大器之間的連接損耗C1，以及加上脈沖放大器時輸出端連接損耗C2和在保持與未加脈沖放大器時輸出功率一定的條件下光衰減器的衰減值L2，該方法的操作過程復雜，難以實際應用于測量全光纖脈沖激光器ASE噪聲。?

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出一種測量全光纖脈沖激光器ASE(Amplified?Spontaneous?Emission,ASE)噪聲的方法，該方法能夠在全光纖脈沖激光器實際工作狀態下測量出其ASE噪聲。?