[發明專利]三階拉曼放大器的泵浦源

有效

• 申請號: 201710589518.7
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107425406B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 遲榮華
• 申請（專利權）人: 無錫科技職業學院
• 主分類號: H01S3/094
• 分類號: H01S3/094;H01S3/30
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云

1.一種三階拉曼放大器的泵浦源，其包括高功率拉曼激光器,其特征在于：可調功率分配器將高功率拉曼激光器輸出功率分成兩部分，第一部分保持波長不變，在總輸出中作為3級泵浦激光器的3級泵浦源使用，其產生的3級泵浦光直接進入寬帶合波器的一個輸入端，第二部分通過增加選頻器件形成兩個級聯拉曼激光諧振腔：第一級聯拉曼激光諧振腔、第二級聯拉曼激光諧振腔，由可調功率分配器分出的3級泵浦光作為輸入泵浦光，在第一級聯拉曼激光諧振腔內由高頻3級泵浦光向低頻2級泵浦光轉化，在第二個級聯拉曼激光諧振腔內，第一級聯拉曼激光諧振腔生成的2級泵浦光向1級泵浦光轉換，所述第一級聯拉曼激光諧振腔、第二級聯拉曼激光諧振腔依次產生2級泵浦光和1級泵浦光，各級泵浦光在增益光纖中，其功率隨著距離發生變化，3級泵浦光，2級泵浦光及1級泵浦光在諧振腔內的反饋及傳輸過程用如下的方程來描述：

F和B分別代表前、后傳輸方向；P代表功率，P_p3,P_p2,P_p1，分別代表3級泵浦功率，2級泵浦光功率，1級泵浦光功率；α為拉曼光纖損耗；g為拉曼光纖拉曼增益系數；強泵浦情況下，拉曼光纖中的自發拉曼散射效應ASE通常非常弱，因此在上式中忽略了ASE；

在z＝0,z＝L處的邊界條件分別為：

P_p3(0)＝P_IN

2.根據權利要求1所述的一種三階拉曼放大器的泵浦源，其特征在于：所述第一級聯拉曼激光諧振腔包括選頻器件2級布拉格高反射光柵(FBG2),增益光纖與2級可調布拉格光柵(FBG3)；所述第二級聯拉曼激光諧振腔包括選頻器件1級布拉格高反射光柵(FBG1)與1級可調布拉格寬帶光柵(FBG4)。

3.根據權利要求1所述的一種三階拉曼放大器的泵浦源，其特征在于：所述選頻器件的反射率可調，1級泵浦光和2級泵浦光輸出光功率及比例通過調節選頻器件光纖光柵的反射率來實現。

4.根據權利要求1所述的一種三階拉曼放大器的泵浦源，其特征在于：所述可調功率分配器的分配比例可調，可以平衡1級泵浦光，2級泵浦光，3級泵浦光的泵浦功率及其各自的比例。

5.根據權利要求1所述的一種三階拉曼放大器的泵浦源，其特征在于：可以現場通過調節可調功率分配器的比例及可調布拉格光柵的反射率，獲得最優的拉曼增益效果或者最優的系統傳輸效果。

6.根據權利要求1所述的一種三階拉曼放大器的泵浦源，其特征在于：所述的高功率拉曼激光器輸出功率5W以上，波長為1260～1280nm之間，所述高功率拉曼激光器類型可以是光纖拉曼激光器或者其他類型的高功率激光器。

7.根據權利要求1或4所述的一種三階拉曼放大器的泵浦源，其特征在于：所述的可調功率分配器,能將高功率的激光器的輸出功率分成兩部分，每部分的功率分配比例是可以調節的，調節范圍10～90％之間，而且調諧比例是可以通過上位機來現場實現的，通過調節分配比例，能夠調整3級泵浦光與1級泵浦光,2級泵浦光的功率占比。

8.根據權利要求2所述的一種三階拉曼放大器的泵浦源，其特征在于：所述的2級布拉格高反射光柵位于信號輸入端，反射波長1360～1380nm，反射帶寬5～10nm，其反射率大于95％；所述的2級可調布拉格光柵位于信號輸出端，反射波長1360～1380nm，反射帶寬5～10nm,其反射率是可調的，調節范圍在5～90％之間；所述的1級布拉格高反射光柵位于信號輸入端，反射波長1420～1480nm,反射帶寬為20～40nm，反射率95％；位于信號輸出端的1級布拉格可調光柵也是寬帶光柵，反射波長1420～1480nm,其反射帶寬為20～40nm，其反射率是可調的，調節范圍在5～90％之間。

9.根據權利要求2所述的一種三階拉曼放大器的泵浦源，其特征在于：所述的增益光纖為鍺硅光纖，具有高拉曼增益系數的特點，斯托克斯頻移為440cm-1。