[发明专利]窄线宽、高峰值功率脉冲输出的光纤激光系统

说明书

技术领域

本发明属于激光技术领域，尤其涉及一种窄线宽、高峰值功率脉冲输出的光纤激光系统。

背景技术

在大气探测、3D扫描、测风雷达、遥感探测、光学传感(布里渊光时域反射计)、激光频率变换等应用领域，需要窄线宽、高峰值功率的脉冲激光。

由于光纤的纤芯直径较小，光纤纤芯中的激光功率密度较高，特别是在脉冲激光输出时，其峰值功率高，容易产生非线性效应。

当高峰值功率激光输出时，光纤中输出激光会受到受激布里渊散射、受激拉曼散射等非线性效应的影响，产生新波长的光输出。当有多个波长的激光输出时，如果满足相位匹配条件时，将产生四波混频等非线性效应，从而产生更多波长的光输出。由非线性光学的原理可知，受激布里渊散射、四波混频等非线性效应产生新波长激光的能量，来自于传输的有用激光。同时，非线性效应产生的新波长激光，可能损坏光路中的元器件，或者影响输出激光的使用效果。

为了减少光纤中的非线性效应，可以使用大模场面积光纤(LMA)。通过增加光纤的纤芯直径，增加模场面积，降低光纤中的功率密度，从而抑制光纤中的非线性效应的产生。但是，在主振荡功率放大结构的光纤光纤激光器中，如果使用了大模场面积的光纤，就必须使用匹配的光纤定制光纤隔离器等元器件，将增加系统的成本和制作难度。

在主振荡功率放大结构的光纤光纤激光器中，也可以使用高功率的法布里-珀罗(F-P)结构的光纤激光器作为种子源，提高种子激光的功率，减少放大级的结构。但是F-P结构的光纤激光器，包含多个纵模的激光输出，每个纵模之间的间隔较小，非常容易满足相位匹配条件，在高功率激光输出时，多个纵模之间将产生四波混频作用，产生更多的新波长激光输出,不利于实际使用。

发明内容

本发明解决的是窄线宽、高峰值功率脉冲激光输出的光纤激光器中，受激布里渊散射、受激拉曼散射对输出脉冲激光峰值功率的限制问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案：

一种窄线宽、高峰值功率脉冲输出的光纤激光系统，包括能够产生具有1-50nm波长间隔、输出多个波长的窄线宽种子激光光源的种子激光光源发生器，所述种子激光经高功率光纤放大器放大后经输出光纤输出，所述种子激光光源发生器包括至少两个低功率、光纤输出的窄线宽激光器、及分别对每个所述光纤激光器进行调制的有时序控制的脉冲调制电路、及光纤合束器和第一光隔离器，每个所述窄线宽激光器发出的激光分别经各自的脉冲调制电路调制后依次经过所述光纤合束器和所述第一光隔离器。

所述脉冲调制电路为时域同步或不同步的脉冲调制电路。