[发明专利]用于在高功率级联拉曼光纤激光器中抑制反向激光发射的系统和技术

权利要求书

1.一种光放大系统，包括：

泵浦源，在源波长下提供泵浦功率；

级联拉曼谐振器，所述泵浦功率作为输入发送到所述级联拉曼谐振器中，其中所述级联拉曼谐振器包括用于在所述泵浦功率中产生第一斯托克斯频移的一个或多个的嵌套拉曼腔体，从而提供从所述源波长到输出波长的逐步转换；以及

位于所述级联拉曼谐振器之前的依赖于波长的损耗元件，

其中所述依赖于波长的损耗元件被配置为以低损耗在所述源波长下传送光功率，并且在近似等于所述拉曼谐振器中的第一斯托克斯频移反射器的波长的波长下提供高损耗，

从而所述依赖于波长的损耗元件减小反向传播回所述泵浦源中的光功率。

2.根据权利要求1所述的光放大系统，其中由拉曼输入光栅组和拉曼输出光栅组提供所述嵌套拉曼腔体。

3.根据权利要求1所述的光放大系统，其中由WDM环路镜提供所述嵌套拉曼腔体。

4.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在所述泵浦源和所述级联拉曼谐振器之间的分立部件。

5.根据权利要求4所述的光放大系统，其中所述依赖于波长的损耗元件包括长周期光栅。

6.根据权利要求5所述的光放大系统，其中所述长周期光栅具有窄带宽和与所述级联拉曼谐振器中的第一输入光栅的波长匹配的中心波长。

7.根据权利要求5所述的光放大系统，其中所述波长选择损耗元件包括长周期光栅，该长周期光栅具有足够宽从而抑制在高阶斯托克斯频移下的辐射、同时在所述泵浦波长下保持低损耗的带宽。

8.根据权利要求7所述的光放大系统，其中所述长周期光栅的10dB带宽大于10nm。

9.根据权利要求4所述的光放大系统，其中所述依赖于波长的损耗元件包括倾斜光纤布拉格光栅。

10.根据权利要求4所述的光放大系统，其中所述依赖于波长的损耗元件包括熔合光纤波分复用器。

11.根据权利要求2所述的光放大系统，其中所述依赖于波长的损耗元件包括基模截止光纤。

12.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在所述第一斯托克斯频移下具有高损耗的滤波器光纤。

13.根据权利要求1所述的光放大系统，其中所述泵浦源被配置为主振荡器功率放大器。

14.根据权利要求13所述的光放大系统，其中所述功率放大器包括双包层光纤，所述双包层光纤具有使反向激光发射阈值最大化同时支持单模操作的模场直径。

15.根据权利要求14所述的光放大系统，其中所述功率放射器包括具有11μm的模场直径的掺Yb双包层光纤。

16.根据权利要求13所述的光放大系统，其中所述功率放大器包括双包层光纤，所述双包层光纤具有使反向激光发射阈值最大化、同时支持基模和高阶模传播的模场直径。

17.一种光放大方法，包括：

(a)使用泵浦源在源波长下提供泵浦功率；

(b)将泵浦光功率发送到级联拉曼谐振器中，其中所述级联拉曼谐振器包括用于在所述泵浦功率输入中产生第一斯托克斯频移的一个或多个的拉曼腔体，从而提供从所述源波长到输出波长的逐步转换，其中在所述第一斯托克斯频移之后有一系列高阶斯托克斯频移；

(c)连接依赖于波长的损耗元件使得该依赖于波长的损耗元件位于所述级联拉曼谐振器之前；以及

(d)将所述依赖于波长的损耗元件配置为以低损耗在所述源波长下传送光功率，并且在所述第一斯托克斯频移下提供高损耗，

从而所述依赖于波长的损耗元件防止在所述泵浦源和所述级联拉曼谐振器之间累积光功率，由此防止光功率反向传播回所述泵浦源中。

18.根据权利要求17所述的方法，其中由拉曼输入光栅组和拉曼输出光栅组提供所述嵌套拉曼腔体。

19.根据权利要求17所述的方法，其中由WDM环路镜提供所述嵌套拉曼腔体。