[发明专利]窄线宽MOPA光纤放大器及检测SBS光的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤放大器领域，特别是涉及一种窄线宽MOPA光纤放大器及检测SBS光的方法。

背景技术

基于主振荡功率放大(MOPA)结构的单频窄线宽光纤放大器与固体单频激光器和稳频CO2激光器相比,具有小型模块化、可靠性高、寿命长、使用灵括及维护方便等特点,在整机系统集成中其体积、重量、紧凑性及可靠性等方面都具有很大优势,并且在价格上也具有较大优势,因此，单频窄线宽光纤放大器在激光雷达、激光测距、频率转换、相干合成及光电传感等领域有广泛的应用。

随着单频窄线宽光纤放大器的平均功率尤其是峰值功率的提高，光纤中光的功率密度很高，与光纤的相互作用随着光纤长度的增加而变得明显，当光纤内峰值功率超过SBS或者SRS的阈值，会产生频率下移的斯托克斯光，导致了输出激光功率的下降。尤其是SBS效应，因为SBS光波长在信号光放大增益带宽内且增益系数较大，其产生的后向传输脉冲会被放大系统(尤其是主放大级)放大，且后向SBS光功率会随正向信号光功率的增加呈指数增长，导致后向峰值功率过高而破坏前级器件如光纤隔离器。抑制SBS效应的方法有很多，包括增加信号光的谱宽、减小光纤有效长度、增大纤芯有效模场面积以及改变纤芯掺杂离子分布等，但在实际应用中，要求单频窄线宽光纤放大器具有更高的输出功率、更好的光束质量以及更加简单的操作，这会限制以上方法的适用范围和抑制效果而无发避免的出现SBS效应，另外相同放大级不同的增益光纤类型、不同的增益光纤长度以及不同的泵浦方式都会导致该放大级SBS效应阈值功率的变化，所以如何准确而简单有效的检测并滤除MOPA主放大级中SBS光，直接影响单频窄线宽光纤放大器的商业化应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种窄线宽MOPA光纤放大器及检测SBS光的方法，该窄线宽MOPA光纤放大器中主放大级产生的受激布里渊散射光(SBS光)可被有效滤除，该检测SBS光的方法可以快速判断不同放大结构(如改变泵浦方式和位置、改变增益光纤类型和长度等)对SBS光的抑制效果的好坏，从而可以优化放大结构，形成一种较好抑制SBS效应的高功率窄线宽MOPA光纤放大器。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种窄线宽MOPA光纤放大器，包括至少两级放大级光路结构和设于两级放大级光路结构之间的三端口环形器A；前级放大级光路结构输出的信号光经所述三端口环形器A的端口1和端口2进入后级放大级光路结构中，后级放大级光路结构产生的反向SBS光经所述三端口环形器A的端口2传输至端口3，并被设于所述三端口环形器A的端口3处的滤光结构滤除。

进一步的，所述滤光结构为：在所述三端口环形器A的端口3处涂覆高折射率胶，或者在所述三端口环形器A的端口3处连接涂有吸收材料的空腔。

进一步的，至少两级放大级光路结构为由预放大级光路结构和主放大级光路结构组成的两级放大光路结构。

进一步的，所述预放大级光路结构包括种子源、泵浦源A、合束器A和增益光纤A；所述主放大级光路结构包括泵浦源B、合束器B、增益光纤B和输出端；所述种子源及所述泵浦源A与所述合束器A的输入端相连接，所述合束器A的输出端与所述增益光纤A的一端相连接，所述增益光纤A的另一端与所述三端口环形器A的端口1相连接；所述泵浦源B与所述合束器B的输入端相连接，所述合束器B的输出端与所述增益光纤B的一端相连接，所述增益光纤B的另一端与与所述三端口环形器A的端口2相连接，所述预放大级光路结构与所述主放大级光路结构之间连接有窄带滤波器。

进一步的，所述预放大级光路结构包括种子源、三端口环形器B，第一增益光纤、波分复用器、宽带光纤反射镜和第一泵浦源；所述主放大级光路结构包括第二增益光纤、合束器、第二泵浦源和输出端；所述种子源的输出端与所述三端口环形器B的端口1相连接，所述三端口环形器B的端口2与所述第一增益光纤的一端相连接，所述第一增益光纤的另一端依次连接所述波分复用器和所述宽带光纤反射镜，所述第一泵浦源以后向泵浦的方式与所述波分复用器相连接，所述三端口环形器B的端口3与所述三端口环形器A的端口1相连接；所述第二增益光纤的一端与所述三端口环形器A的端口2相连接，所述第二增益光纤的另一端依次连接所述合束器和所述输出端，所述第二泵浦源以后向泵浦方式与所述合束器相连接。

进一步的，所述预放大级光路结构还包括可调谐滤波器，所述可调谐滤波器连接于所述波分复用器和所述宽带光纤反射镜之间。