[发明专利]高峰值功率单频窄线宽纳秒级脉冲可编形光纤激光器

说明书

本发明公开了一种高峰值功率单频窄线宽纳秒级脉冲可编形光纤激光器，其特征在于：包括窄线宽单频连续光纤激光器、第一功率预放大级、第二功率预放大级、第三功率预放大级、主功率放大级、编形调制机构及环形器，所述主功率放大级的后端设有输出准直器；所述第一功率预放大级将所述窄线宽单频连续光纤激光器种子源射出的光功率增加，形成一级预放大信号光；所述编形调制机构将所述一级预放大信号进行脉冲编形，形成指数形光脉冲或三角形光脉冲的编形光信号；编形光信号经过第二、第三功率预放大级放大之后，经过主功率放大级放大，最终经过准直输出镜输出，将输出激光的峰值功率放大输出。本发明激光器可以得到高峰值功率且稳定的激光器。

技术领域

本发明涉及一种激光器，尤其涉及一种高峰值功率单频窄线宽纳秒级脉冲可编形光纤激光器。

背景技术

单频激光器，即单纵模激光器，其工作时谐振腔腔内只有一种纵模振荡，其输出激光单色性极好、噪声低、相干性高。依据单频激光的线宽极窄、工作频率单一的特点，在光纤传感技术中得到广泛应用，尤其在军事通讯领域的光传输、电力系统中对温度和压力的传感方面；同时在激光雷达、激光探测技术中，利用单频激光具有的线宽窄、传输性能好的特点，可进百里距离内的探测，两束单色性极好的激光干涉后，可探测到极小的信号、分辨率极高、灵敏度极高、探测距离很远。目前，在激光雷达、远距离探测、水雷探测、医疗保健、实时监测、军事国防等多领域中均依赖于单频光纤激光器的这些优良性能。

在上述领域中，高峰值功率的窄线宽激光光源能够极大提高系统的整体性能，特别是提高长远距离的测量能力，而限制纳秒脉冲光纤激光器峰值功率的其中一个重要原因是非线性效应，在脉冲放大过程，传统的矩形光脉冲前端会被优先放大，也就形成了脉冲前沿陡化现象，导致脉冲最终与所需形状不符，更为严重的是使得光纤中的非线性因素迅速积累，激光器变得不稳定，无法得到理想的高峰值功率激光器。

发明内容

本发明目的是提供一种高峰值功率单频窄线宽纳秒级脉冲可编形光纤激光器，通过使用该结构，脉冲形状可编辑，可以消除脉冲陡化现象，并且在放大过程中脉冲波形不会产生较大的畸变，使得激光线宽在放大过程中保持稳定，避免了光纤中的非线性因素迅速积累，保证了激光器的稳定工作，得到理想的高峰值功率激光器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高峰值功率单频窄线宽纳秒级脉冲可编形光纤激光器，包括窄线宽单频连续光纤激光器、第一功率预放大级、第二功率预放大级、第三功率预放大级、主功率放大级、编形调制机构及环形器，所述主功率放大级的后端设有输出准直器；

所述第一功率预放大级将所述窄线宽单频连续光纤激光器种子源射出的光功率增加，形成一级预放大信号光；

所述编形调制机构将所述一级预放大信号进行脉冲编形，形成指数形光脉冲或三角形光脉冲的编形光信号；

所述环形器将所述编形调制机构、第二功率预放大级及第三功率预放大级连接，所述环形器的第二端口将编形光信号送入所述第二功率预放大级进行双程放大，形成二级预放大信号光，并经所述环形器的第三端口输出到所述第三功率预放大级内；

第三功率预放大级二级预放大信号光再次放大，形成三级预放大信号光，并注入主功率放大级；

所述主功率放大级将经过三程放大的三级预放大信号光再次放大，并经过准直输出镜输出，将输出激光的峰值功率稳定放大输出。

上述技术方案中，所述第一功率预放大级包括依次设置于所述窄线宽单频连续光纤激光器与所述编形调制机构之间的第一波分复用器、第一单包层有源光纤、第一带通滤波器及第一隔离器，所述第一波分复用器上连接有第一泵浦源。