[發明專利]一種高功率窄線寬拉曼光纖放大器

在審

• 申請號: 202010631124.5
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111668685A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 許將明;張揚;葉俊;馬小雅;宋家鑫;姚天甫;冷進勇;黃良金;肖虎;張漢偉;馬鵬飛;劉偉;周樸
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/30
• 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

本發明公開一種高功率窄線寬拉曼光纖放大器，利用窄線寬信號源提供低功率的窄線寬信號，然后利用泵浦源提供高功率的泵浦光，接著該低功率的窄線寬信號與該高功率的泵浦光通過光纖合束器耦合到摻磷光纖中，最后利用摻磷光纖的拉曼增益譜中頻移為40THz附近的拉曼增益峰提供窄線寬增益，將泵浦光轉化為窄線寬信號進行功率放大，實現高功率窄線寬拉曼激光輸出。相比于純硅基光纖，本發明提供的放大器利用摻磷光纖中頻移為40THz附近的拉曼增益峰提供增益可實現窄線寬拉曼激光輸出。

技術領域

本發明涉及光纖激光器技術領域，尤其是一種高功率窄線寬拉曼光纖放大器。

背景技術

光纖激光器因其結構簡單、光束質量好、轉換效率高等優勢而被廣泛應用于光通信、工業加工、生物醫療、傳感探測等各個領域。隨著光纖制作的工藝水平以及高亮度半導體激光器二極管泵浦源的快速發展，光纖激光器的輸出功率得到了飛速的提高。然而，常規的高功率光纖激光器大多是基于稀土離子摻雜光纖提供增益，受限于稀土離子的能級結構，激光器只能工作在特定的波段，難以滿足鈉導星、大氣遙感等領域對特殊波長激光器的應用需求。基于受激拉曼散射效應的拉曼光纖激光器，具有增益譜寬、可級聯工作以及無需相位匹配等優勢，只要有合適波長的抽運激光，即可產生光纖透明范圍內任意波長的激光輸出。此外，一般高功率的光纖激光器/放大器其線寬通常在幾納米到幾十納米，而在光譜合成、激光雷達和非線性頻率轉換等特殊的應用領域，對光源的線寬有較高的要求，寬譜的光纖激光器很難滿足應用需求。因此，窄線寬光纖拉曼光纖激光器具有極高的研究價值與應用前景。傳統的拉曼光纖放大器大多是基于硅基光纖中頻移在13.2THz附近的拉曼增益峰提供增益，該增益峰線寬較寬，其3dB線寬為約為7.79THz，不利于實現窄線寬拉曼激光輸出。

發明內容

本發明提供一種高功率窄線寬拉曼光纖放大器，用于克服現有技術中的放大器增益峰線寬較寬等缺陷。

為實現上述目的，本發明提出一種高功率窄線寬拉曼光纖放大器，包括：窄線寬信號源、泵浦源、光纖合束器和摻磷光纖；

所述窄線寬信號源的輸出端以及所述泵浦源的輸出端分別與所述光纖合束器的輸入端相熔接，用于提供窄線寬信號；

所述光纖合束器包括多個輸入端和一個輸出端，所述光纖合束器的輸入端數量等于所述窄線寬信號源的輸出端數量與所述泵浦源的輸出端數量之和，所述光纖合束器的輸出端與所述摻磷光纖的一端相熔接；

所述摻磷光纖的另一端作為所述高功率窄線寬拉曼光纖放大器的輸出端，用于輸出高功率窄線寬拉曼激光。

與現有技術相比，本發明的有益效果有：

本發明提供的高功率窄線寬拉曼光纖放大器，利用窄線寬信號源提供低功率的窄線寬信號，然后利用泵浦源提供高功率的泵浦光，接著該低功率的窄線寬信號與該高功率的泵浦光通過光纖合束器耦合到摻磷光纖中，最后利用摻磷光纖的拉曼增益譜中頻移為40THz附近的拉曼增益峰提供窄線寬增益，窄線寬信號源提供低功率的窄線寬信號與泵浦源提供的高功率泵浦光同時在摻磷光纖中傳播時，利用所述窄線寬拉曼增益峰提供增益，基于受激拉曼散射效應，能夠將泵浦源提供的高功率泵浦光轉化為窄線寬信號，從而實現功率放大，輸出高功率窄線寬拉曼激光。相比于純硅基光纖，本發明提供的放大器采用的摻磷光纖的拉曼增益譜中，在頻移為40THz附近有一個線寬較窄的拉曼增益峰，其3dB線寬約為1.24THz，該3dB線寬顯著小于現有的頻移在13.2THz附近的拉曼增益峰3dB線寬(約為7.79THz)，利用摻磷光纖中頻移為40THz附近的拉曼增益峰提供增益可實現窄線寬拉曼激光輸出。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。