[發明專利]用于評價高功率光纖激光系統時域穩定性的裝置及方法

在審

• 申請號: 201810784010.7
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN108692918A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 馬鵬飛;周樸;苗宇;劉偉;肖虎;張漢偉;馬閻星;粟榮濤;王小林;冷進勇;劉澤金
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發明提供一種用于評價高功率光纖激光系統時域穩定性的裝置及方法，其包括待測高功率光纖激光系統、波長可調諧超低噪聲光纖激光器、波分復用器、傳能光纖、準直器、帶通濾波器、功率計、廢光收集器；通過分析中心波長為λ₂的拉曼放大激光轉換效率與待測高功率光纖激光系統輸出的中心波長為λ₁的泵浦激光時域穩定性之間的依賴關系，通過測量拉曼放大信號光的輸出功率，進而計算得到拉曼轉換效率，并與無時域起伏理想情況下計算得到的拉曼放大光功率和轉換效率作對比，即可評價待測高功率光纖激光系統的時域穩定性。本發明是基于純光學檢測方法評價高功率光纖激光系統時域穩定性，可以避免傳統光電檢測方法中存在的帶寬受限、系統成本昂貴等問題。

技術領域

本發明屬于強激光技術領域，特別是涉及一種基于純光學檢測方法評價高功率光纖激光系統時域穩定性的裝置及方法。

背景技術

高功率光纖激光系統時域穩定性探究對于光纖傳感、光纖通訊、引力波探測、非線性光纖光學、大功率光纖激光系統等領域具有重要的科學意義和工程價值。

具體而言，在光纖傳感、光纖通訊、引力波探測等領域，光纖激光系統時域穩定性直接決定了傳感、通訊和探測的精度和靈敏度。在非線性光纖光學應用領域，光纖激光系統時域穩定性直接決定了系統的受激布里淵散射、受激拉曼散射、自相位調制等非線性效應動力學特性。在大功率光纖激光領域，時域穩定性直接決定了光纖放大系統的放大自發輻射、受激布里淵散射、熱致模式不穩定、受激拉曼散射等非線性效應閾值特性。上述非線性閾值特性直接決定了光纖激光系統的功率提升潛力。

傳統方法直接通過光電探測手段檢測和評價高功率光纖激光系統的時域穩定性。該方法可直觀反應輸出激光在不同時間尺度上的分布特性，進而通過時間分布特性對激光時域穩定性進行分析。然而，該方法嚴重依賴于探測器件和光電信號處理器(例如示波器)的響應帶寬。隨著激光系統時域穩定性探究尺度進一步向微觀化發展，光電探測與處理模塊的帶寬會嚴重制約種子時域穩定性優劣的評價。此外，高帶寬光電探測處理模塊存在成本高昂的不足。與傳統光電檢測相比，純光學檢測診斷具有響應帶寬高、響應速度快等特殊優勢。

因此，設計出用純光學檢測方法評價高功率光纖激光系統時域穩定性的裝置具有重要的科學意義和迫切的現實需要。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種用于評價高功率光纖激光系統時域穩定性的裝置及方法，所提供的裝置是基于純光學檢測方法評價高功率光纖激光系統時域穩定性的裝置，可以避免傳統光電檢測方法中存在的帶寬受限、系統成本昂貴等問題。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是：

用于評價高功率光纖激光系統時域穩定性的裝置，包括待測高功率光纖激光系統、波長可調諧超低噪聲光纖激光器、波分復用器、傳能光纖、準直器、帶通濾波器、功率計、廢光收集器；

所述待測高功率光纖激光系統其輸出激光中心波長為λ₁，所述波長可調諧超低噪聲光纖激光器其輸出激光中心波長為λ₂，傳能光纖其基質材料所對應的拉曼斯托克斯頻移量為Δλ_R，其中波長可調諧超低噪聲光纖激光器其輸出激光中心波長λ₂＝λ₁+Δλ_R；

所述待測高功率光纖激光系統和波長可調諧超低噪聲光纖激光器輸出的激光通過波分復用器合成為一束激光輸出，合束后的激光束注入到傳能光纖中，經傳能光纖輸出的激光束經準直器準直輸出，從準直器輸出的激光束通過帶通濾波器后分為兩束分別為中心波長為λ₂的拉曼放大激光和殘余的中心波長為λ₁的激光，其中中心波長為λ₂的拉曼放大激光注入到功率計，殘余的中心波長為λ₁的激光注入到廢光收集器。