[发明专利]一种实现高亮度窄线宽掺镱光纤激光放大的系统

摘要

本发明提供一种实现高亮度窄线宽掺镱光纤激光放大的系统，该系统综合兼顾高亮度窄线宽掺镱光纤激光放大器中TMI效应和SBS效应的抑制，利用高功率耦合器的回光监测臂判断SBS效应发生的阈值，通过信号采集处理器将光信号转换为电压信号，并伺服给优化算法控制器，提供相应的控制信号，进而施加到射频信号产生器中的射频源、增益可调电学放大器、带宽可调电学带通滤波器，实现光谱特性的优化，在保证输出线宽尽可能窄的情况下实现SBS效应的最佳抑制效果。同时利用1018nm泵浦源有效降低掺镱主放大器的量子亏损，实现TMI的高效抑制。本发明为光束合成、非线性波长转换、激光通信、相干雷达、遥感探测等领域提供更高亮度的光纤光源设计方案。

主权项

1.一种实现高亮度窄线宽掺镱光纤激光放大的系统，其特征在于：包括单频光纤激光器种子源、相位调制器、射频信号产生器、掺镱光纤激光预放大系统、高功率耦合器、掺镱主放大器、光纤端帽、准直器、高反镜I、高反镜II、功率计、光电探测器、分束器、光谱测量仪、光束质量测量仪、信号采集处理器；单频光纤激光器种子源的输出端尾纤连接到相位调制器，射频信号产生器驱动相位调制器，将单频光纤激光器种子源的线宽展宽；经过相位调制器后的激光首先注入到掺镱光纤激光预放大系统进行功率预放大；经掺镱光纤激光预放大系统预放大后的光束从高功率耦合器的输入臂输入后其中一部分光束从高功率耦合器的输出臂导出，其余部分光束从高功率耦合器的回光监测臂导出，从高功率耦合器的输出臂导出的光束注入到掺镱主放大器进行最终的高功率放大；从高功率耦合器的回光监测臂输出的光束注入到信号采集处理器，信号采集处理器与射频信号产生器连接；信号采集处理器将输入的光信号转换为电信号，并根据电信号的变化产生最优控制信号给射频信号产生器，由射频信号产生器产生最优的相位调制信号用于驱动相位调制器，实现系统闭环；经过掺镱主放大器功率放大后的激光经光纤端帽输出到准直器，经准直器扩束准直输出到自由空间；准直输出的激光依次被高反镜I和高反镜II反射后注入到功率计；经高反镜I透射的光束被光电探测器接收，光电探测器将光信号转换为电信号；经高反镜II透射的激光经分束器后被分为两束，其中经分束器反射出的光束注入光谱测量仪，实现对输出激光光谱分布和线宽的测试，经分束器透射出的光束入射到光束质量测量仪，用于观察和监测在整个系统功率提升过程中输出激光的光束质量变化。