本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種高增益全光纖激光放大器及高增益激光放大方法，其中高增益全光纖激光放大器用于對輸入的信號(hào)光進(jìn)行放大，包括泵浦源和激光介質(zhì)；泵浦源用于輸出與信號(hào)光同步且脈寬低于激光粒子的上能態(tài)壽命的泵浦激光脈沖，并用于在上一泵浦激光脈沖激勵(lì)的激光粒子消耗完畢后輸出下一泵浦激光脈沖。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明專利技術(shù)抑制了ASE的增長，實(shí)現(xiàn)了更高放大倍數(shù)并保持了較高的放大效率，從而降低了放大器的級(jí)數(shù)，進(jìn)而降低了非線性的積累、系統(tǒng)的復(fù)雜性以及激光器的成本。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種，其中高增益全光纖激光放大器用于對輸入的信號(hào)光進(jìn)行放大，包括泵浦源和激光介質(zhì)；泵浦源用于輸出與信號(hào)光同步且脈寬低于激光粒子的上能態(tài)壽命的泵浦激光脈沖，并用于在上一泵浦激光脈沖激勵(lì)的激光粒子消耗完畢后輸出下一泵浦激光脈沖。相比現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)抑制了ASE的增長，實(shí)現(xiàn)了更高放大倍數(shù)并保持了較高的放大效率，從而降低了放大器的級(jí)數(shù)，進(jìn)而降低了非線性的積累、系統(tǒng)的復(fù)雜性以及激光器的成本。【專利說明】
本專利技術(shù)屬于激光器
，尤其涉及一種可抑制ASE的增長，實(shí)現(xiàn)更高放大倍 數(shù)并保持較高的放大效率的。
技術(shù)介紹
傳統(tǒng)上光纖激光放大器屬于高增益放大器，早期許多文獻(xiàn)均報(bào)道了光纖激光器可 實(shí)現(xiàn)極高增益，可與固體激光器中的再生放大器或前級(jí)的指數(shù)放大（單級(jí)實(shí)現(xiàn)60dB甚至更 高）相比。然而，在實(shí)際的光纖激光放大器中，特別是在脈沖光纖激光放大器中，設(shè)計(jì)人員 非常小心地設(shè)計(jì)單級(jí)放大器的增益（通常為13_20dB)，為了實(shí)現(xiàn)高增益往往需要采用多級(jí) 放大器的放大鏈方案。 這一普遍做法有其特定的理由，脈沖全光纖激光放大器中ASE和背景噪聲是最大 的限制之一。信號(hào)光和自發(fā)輻射在放大器中的競爭是個(gè)普遍問題，而這個(gè)問題在光纖放大 器中特別突出；更高的放大倍數(shù)意味著ASE的增長更快，更容易出現(xiàn)；因此要求控制單級(jí)放 大倍數(shù)，并在級(jí)間使用濾波器濾掉ASE成分。其次，對于放大器效率的考慮。基本的激光放 大理論中,放大倍數(shù)越高,可實(shí)現(xiàn)的光轉(zhuǎn)換效率就越低。有意識(shí)地控制單級(jí)放大器的放大倍 數(shù)也是為了實(shí)現(xiàn)每級(jí)放大器較高的放大效率。 但多級(jí)的全光纖放大鏈會(huì)帶來許多問題。除了增加系統(tǒng)的復(fù)雜性、增加激光器的 成本、降低光纖激光器的穩(wěn)定性和可靠性之外，還會(huì)因?yàn)楣饫w元器件的增加而累積更多的 非線性，引起光譜變形、脈沖畸變，降低有效輸出甚至破壞器件，破壞激光器系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種高增益全光纖激光放大器，以抑制了 ASE 的增長，實(shí)現(xiàn)更高放大倍數(shù)并保持較高的放大效率，減少放大器的級(jí)數(shù)，進(jìn)而降低非線性的 積累系統(tǒng)的復(fù)雜性以及激光器的成本。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種高增益全光纖激光放大器，用于對輸入 的信號(hào)光進(jìn)行放大，所述高增益全光纖激光放大器包括泵浦源和激光介質(zhì)；所述泵浦源用 于輸出與所述信號(hào)光同步且脈寬低于激勵(lì)所述激光介質(zhì)得到的激光粒子的上能態(tài)壽命的 泵浦激光脈沖，并用于在上一泵浦激光脈沖激勵(lì)的激光粒子消耗完畢后輸出下一泵浦激光 脈沖。 優(yōu)選的，所述泵浦功率極高從而大大縮短了激光粒子的上能態(tài)壽命7 = 其中T21為自發(fā)輻射上能態(tài)壽命，所述Pp是以閾值泵浦功率Pth為單位歸一化的泵浦功率， 所述Pth是增益為零時(shí)的泵浦功率。這使得激光粒子可通過受激發(fā)射的形式被更快消耗，提 供更高增益；而且對上能態(tài)的補(bǔ)充更加充分迅捷。 優(yōu)選的，所述信號(hào)光由種子激光器生成，所述泵浦源和所述種子激光器采用同步 的脈沖電流源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 優(yōu)選的，所述的高增益全光纖激光放大器為單模全光纖激光放大器。 優(yōu)選的，所述的高增益全光纖激光放大器包括預(yù)放大器和主放大器兩級(jí)放大器； 所述預(yù)放大器的泵浦源為單模二極管激光器，所述主放大器的為多模單管半導(dǎo)體 激光器，且所述主放大器包括雙包層大模場光纖。 優(yōu)選的，所述的高增益全光纖激光放大器也包括一級(jí)放大器。 優(yōu)選的，所述泵浦源為大功率半導(dǎo)體激光器。 本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了一種高增益激光放大方法，包括： 利用與信號(hào)光同步的泵浦激光脈沖對所述信號(hào)光進(jìn)行放大，所述泵浦激光脈沖的 脈寬低于激勵(lì)所述激光介質(zhì)得到的激光粒子的上能態(tài)壽命且在上一泵浦激光脈沖激勵(lì)的 激光粒子消耗完畢后輸出下一泵浦激光脈沖。 優(yōu)選的,所述激光粒子的上能態(tài)壽希 【權(quán)利要求】1. 一種高增益全光纖激光放大器，用于對輸入的信號(hào)光進(jìn)行放大，其特征在于，所述高 增益全光纖激光放大器包括泵浦源和激光介質(zhì)；所述泵浦源用于輸出與所述信號(hào)光同步且 脈寬低于激勵(lì)所述激光介質(zhì)得到的激光粒子的上能態(tài)壽命的泵浦激光脈沖，并用于在上一 泵浦激光脈沖激勵(lì)的激光粒子消耗完畢后輸出下一泵浦激光脈沖。2. 如權(quán)利要求1所述的高增益全光纖激光放大器，其特征在于，所述激光粒子的上能 態(tài)壽命，其中τ21為自發(fā)輻射上能態(tài)壽命，所述P p是以閾值泵浦功率Pth為單位歸 一化的泵浦功率，所述Pth是增益為零時(shí)的泵浦功率。3. 如權(quán)利要求1所述的高增益全光纖激光放大器，其特征在于，所述信號(hào)光由種子激 光器生成，所述泵浦源和所述種子激光器采用同步的脈沖電流源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。4. 如權(quán)利要求3所述的高增益全光纖激光放大器，其特征在于，所述的高增益全光纖 激光放大器為單模全光纖激光放大器。5. 如權(quán)利要求3所述的高增益全光纖激光放大器，其特征在于，所述的高增益全光纖 激光放大器包括預(yù)放大器和主放大器兩級(jí)放大器； 所述預(yù)放大器的泵浦源為單模二極管激光器，所述主放大器的為多模單管半導(dǎo)體激光 器，且所述主放大器包括雙包層大模場光纖。6. 如權(quán)利要求3所述的高增益全光纖激光放大器，其特征在于，所述的高增益全光纖 激光放大器包括一級(jí)放大器。7. 如權(quán)利要求3所述的高增益全光纖激光放大器，其特征在于，所述泵浦源為大功率 半導(dǎo)體激光器。8. -種高增益激光放大方法，其特征在于，所述方法包括： 利用與信號(hào)光同步的泵浦激光脈沖對所述信號(hào)光進(jìn)行放大，所述泵浦激光脈沖的脈寬 低于激勵(lì)所述激光介質(zhì)得到的激光粒子的上能態(tài)壽命且在上一泵浦激光脈沖激勵(lì)的激光 粒子消耗完畢后輸出下一泵浦激光脈沖。9. 如權(quán)利要求8所述的高增益激光放大方法，其特征在于，所述激光粒子的上能態(tài)壽 命'其中τ21為自發(fā)輻射上能態(tài)壽命，所述P p是以閾值泵浦功率Pth為單位歸一 化的泵浦功率，所述Pth是增益為零時(shí)的泵浦功率。10. 如權(quán)利要求8所述的高增益激光放大方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用在權(quán)利要求 1-7任一項(xiàng)所述的高增益全光纖激光放大器中。【文檔編號(hào)】H01S3/067GK104393473SQ201410412828【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日 【專利技術(shù)者】夏江帆, 趙青春, 陳建軍 申請人:廣東高聚激光有限公司, 蘇州華必大激光有限公司, 南京華爾達(dá)激光有限公司本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高增益全光纖激光放大器，用于對輸入的信號(hào)光進(jìn)行放大，其特征在于，所述高增益全光纖激光放大器包括泵浦源和激光介質(zhì)；所述泵浦源用于輸出與所述信號(hào)光同步且脈寬低于激勵(lì)所述激光介質(zhì)得到的激光粒子的上能態(tài)壽命的泵浦激光脈沖，并用于在上一泵浦激光脈沖激勵(lì)的激光粒子消耗完畢后輸出下一泵浦激光脈沖。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：夏江帆，趙青春，陳建軍，
申請(專利權(quán))人：廣東高聚激光有限公司，蘇州華必大激光有限公司，南京華爾達(dá)激光有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44
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