[发明专利]基于掺铒光纤两级放大的激光光源

说明书

技术领域

本发明涉及掺饵光纤放大器技术领域，尤其涉及一种采用掺铒光纤两级放大的全光纤激光器光源。

背景技术

掺铒光纤放大器(EDFA)用铒离子稀土元素玻璃光纤作为增益介质，在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成工作物质的“粒子数反转”，当适当加入种子光，就可以输出高功率激光。但是EDFA放大所需的光信号同时，噪声特性恶化，主要由于EDFA信号输入端耦合器的加入，增加了信号的损耗，并且由于增益锁定的EDFA伴随强激光的产生而消耗大量的反转粒子数，致使锁定的增益水平低，粒子反转数处于阈值水平，反转程度较低，自发辐射系数较大，因此噪声特性恶化。对于使用单段增益锁定且动态范围较大的EDFA，因其始终工作于低反转的深度饱和状态，很难同时获得高增益、大功率和低噪声特性。

在203607667U和103730822A中设计了基于两级放大的激光脉冲光源，它们是复杂，有缺陷的。鉴于以下理由：1)采用了两个泵浦源，不利于泵浦的利用率，增加成本，结构复杂。2)两级放大都是正向泵浦，不利于增益的进一步提高。3)不能产生脉冲光和连续光两种光源。4)采用了价格昂贵的器件，比如双包层单模增益光纤，声光调制器或电光调制器，体啁啾光栅等。

发明内容

针对现有技术的缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于掺饵光纤(EDF)两级放大激光光源，其目的在于产生一种结构简单，成本低，高功率，低噪音的连续或脉冲光源。

本发明提供了一种基于掺铒光纤两级放大的激光光源，包括通过单模光纤依次连接的种子激光器、第一波分复用器、第一掺饵光纤、光隔离器、第一光滤波器、第二掺铒光纤、第二波分复用器和第二光滤波器；

该激光光源还包括泵浦源和耦合器，该耦合器的输入端口与泵浦源连接；耦合器的两输出端口分别与第一波分复用器和第二波分复用器的泵浦端口连接，使得第一掺饵光纤采用正向泵浦，第二掺铒光纤采用反向泵浦；

第二掺铒光纤的长度大于第一掺铒光纤，且耦合器的分光比等于第一掺铒光纤和第二掺铒光纤的长度比。

本发明所述的激光光源中，当泵浦源电压达到阈值电压时，种子激光器产生激光；否则，不产生激光。

本发明所述的激光光源中，种子激光器的驱动电路产生时序的矩形脉冲电压，通过设置该矩形脉冲电压来控制产生激光的脉宽和占空比。

本发明产生的有益效果为：本发明采用了两级放大技术，通过一个泵浦源的分流，使得第一掺饵光纤采用了正向泵浦，第二掺饵光纤采用了反向泵浦，从而提供了较大的增益，且输出光噪音小，泵浦利用率高，成本低。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例基于掺饵光纤的两级放大激光光源方法和原理示意图；

图2是本发明实施例激光器驱动电压时序示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，为本发明实施例提供的基于EDF的两级放大激光光源整体原理结构框图，该基于掺铒光纤两级放大的激光光源包括种子激光器1、第一波分复用器2、第一掺饵光纤3、光隔离器4、第一光滤波器5、第二掺铒光纤6、第二波分复用器7、第二光滤波器8、耦合器9和泵浦源10；所述前八个器件依次用连接，第一波分复用器2和第二波分复用器7的泵浦端口与耦合器9的两输出端口连接，耦合器9的输入端口与泵浦源10连接。第二光滤波器8输出作为整个光源的输出端口。

种子激光器1，用于发射种子激光；第一波分复用器2，把激光和泵浦光耦合到增益光纤3中；第一掺饵光纤3，为信号光提供增益；光隔离器4，防止反射光进入第一掺饵光纤中。第一光滤波器5，滤掉信号中的杂散光；第二掺铒光纤6，为信号光提供增益；第二波分复用器7，把激光和泵浦光耦合到增益光纤6中；第二光滤波器8，滤掉信号中的杂散光；耦合器9，将泵浦光分成两束，送入波分复用器中；和泵浦源10，为增益光纤提供激励源。