[发明专利]用于高功率水平的级联拉曼激光发射的系统和方法

权利要求书

1.一种光放大系统，包括：

串联耦合在一起的基于光纤的振荡器、放大器和级联拉曼谐振器，其中所述振荡器的输出被提供为进入所述放大器的输入，其中所述放大器的输出被提供为进入所述级联拉曼谐振器的的泵浦输入，并且其中所述级联拉曼谐振器提供目标波长的辐射作为输出，以及

依赖于波长的损耗元件，其连接在所述振荡器和所述放大器之间用于防止光从所述放大器和级联拉曼谐振器反向传播进入所述振荡器中，由此所述振荡器可在第一功率水平范围内工作，所述放大器和所述级联拉曼谐振器可在超过第一功率水平范围的第二功率水平范围内工作。

2.根据权利要求1所述的光放大系统，还包括连接在所述振荡器和所述放大器之间的光隔离器。

3.根据权利要求1所述的光放大系统，其中所述依赖于波长的损耗元件包括波分复用滤波器。

4.根据权利要求1所述的光放大系统，其中所述振荡器包括：

具有输入端和输出端的激光激活光纤段；

在光纤段的输入端提供的高反射器件和在光纤段的输出端提供的输出耦合器，其中所述高反射器件、输出耦合器和光纤提供激光器腔体；以及

耦合到所述激光激活光纤的泵浦源，用于向所述激光激活光纤提供泵浦输入。

5.根据权利要求4所述的光放大系统，其中所述激光激活光纤是双包层光纤。

6.根据权利要求5所述的光放大系统，还包括用于将所述泵浦源耦合到所述双包层激光激活光纤的锥形光纤束。

7.根据权利要求1所述的光放大系统，其中所述放大器包括：

具有输入端和输出端的相应一段激光激活双包层放大器光纤，其中所述振荡器的输出被提供为进入所述放大器光纤的输入端的输入；以及

耦合到所述放大器光纤的相应泵浦源，用于放大所述放大器的输入，

其中所述放大器在所述放大器的输出端提供放大后的输入作为输出。

8.根据权利要求7所述的光放大系统，还包括用于将所述相应泵浦源耦合到所述放大器光纤的锥形光纤束。

9.根据权利要求7所述的光放大系统，其中所述放大器光纤是掺Yb双包层光纤。

10.根据权利要求1所述的光放大系统，其中所述级联拉曼谐振器包括：

具有输入端和输出端的拉曼光纤段，其中所述放大器的输出被提供为进入所述拉曼光纤的输入端的泵浦输入，

其中所述拉曼光纤位于谐振腔体内，在所述谐振腔体的输出端具有输出耦合器，并且

其中所述谐振腔体和所述输出耦合器具有波长响应，所述波长响应被配置成在级联拉曼谐振器的输入中产生一系列级联的一个或多个的斯托克斯频移，从而将其波长增加到选定的目标波长，在所述输出耦合器作为输出提供该目标波长。

11.根据权利要求10所述的光放大系统，其中所述谐振腔体包括在所述拉曼光纤的输入端的第一多个高反射器件以及在所述拉曼光纤的输出端的第二多个高反射器件和输出耦合器。

12.根据权利要求1所述的光放大系统，其中所述振荡器包括半导体激光器。

13.根据权利要求12所述的光放大系统，其中所述放大器包括多个光纤放大器和一个掺Yb功率放大器。

14.一种光放大方法，包括：

将基于光纤的振荡器、放大器和级联拉曼谐振器串联耦合在一起，其中所述振荡器的输出被提供为进入所述放大器的输入，其中所述放大器的输出被提供为进入所述级联拉曼谐振器的泵浦输入，并且其中所述级联拉曼谐振器提供目标波长的单模辐射作为输出，

将所述振荡器与所述放大器和级联拉曼谐振器隔离，

由此所述振荡器可以在第一功率水平范围内工作，并且所述放大器和级联拉曼谐振器可以在超过第一功率水平范围的第二功率水平范围内工作。

15.根据权利要求14所述的光放大方法，其中将所述振荡器与所述放大器和级联拉曼谐振器隔离的步骤包括：

在所述振荡器和放大器之间连接光隔离器。