[实用新型]高重复频率激光脉冲环形腔光纤放大器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤放大器，特别是一种可以实现高重复频率激光脉冲放大的环形腔光纤放大器。

背景技术

多程光学放大器是一种重要的光学器件，能更有效的提取反转粒子数，提高泵浦效率，获得更高的增益。高重复频率环形腔放大器在医疗、材料处理、卫星测距等方面具有广泛的应用前景。比如为了满足材料加工所需要的能量和加工速度，超短脉冲激光器需要采用高重复频率的多程放大技术。

掺杂光纤放大器由于具有光纤激光器件的优势，开始被人所关注，基于掺铒光纤、掺镱光纤的再生放大器已经开始出现。关于适用于连续光的光纤再生放大器已经报道，低重复频率激光脉冲的光纤环形腔放大器也已经报道，种子光的重复频率一般都在KHz左右。而MHz以上高重复频率的环形腔放大特性完全不一样，当种子光功率一定的时候，放大重复频率有个临界频率，小于这个重复频率的时候，可以获得稳定的输出，如果重复频率大于这个临界频率，就会存在不稳定现象，各个脉冲强度不一致而达不到应用的要求。产生这种现象的原因主要是：工作物质上能级的反转粒子数不能得到快速恢复，使得相邻两脉冲之间相互影响，不能获得同样的增益，出现脉冲的倍周期分叉现象，从而导致脉冲能量的不稳定和重复周期加倍。【Bifurcation suppression for stability improvement in Nd:YVO4 regenerative amplifier, Optics Express,Vol.17,No.18,pp.15700–15708(2009)】【线型腔光纤再生放大器，发明专利，刘雁，专利公开号：CN101728755A】

图3为连续光再生掺铒光纤放大器的示意图。信号光源1波长为1.5微米，2为光耦合器，3为光隔离器，4为掺铒光纤，5为980/1550nm波分复用器（WDM）, 泵浦光源6波长为980纳米。【T.C.Teyo,N.S Mohd.Shah, P Poopalan, H Ahmad, Regenerative erbium-doped fibre amplifier subject to external injection,Optics communications,2002,209(1):223-228】【Hongyun Meng ; Weiqing Gao ; Yange Liu ; Shuzhong Yuan and Xiaoyi Dong，Regenerative erbium-doped fiber ring amplifier, Proc. SPIE 4906, Optical Components and Transmission Systems, 388 (August 23, 2002)】

事实上，图3的方案只能对连续光进行放大，不能对脉冲光进行放大，如果种子光是脉冲的情况下，很可能出现形如图2的波形输出。而参考文献2中的方法，又只能实现KHz级别的脉冲放大，所以研制高重复频率的光纤环形腔放大系统具有重要的现实意义。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高重复频率激光脉冲环形腔光纤放大器，可以实现MHz级高重复频率的激光脉冲放大。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种高重复频率激光脉冲环形腔光纤放大器，包括高重复频率信号光源，高重复频率信号光源与光耦合器连接，并经光耦合器进入环形腔，高重复频率光脉冲依次经过环形腔中的光隔离器和掺杂光纤与波分复用器连接，波分复用器与泵浦光源连接，波分复用器与光学延迟线连接，光学延迟线与光耦合器连接。

所述的高重复频率信号光源为1MHz以上频率的信号光源。

所述的掺杂光纤包括掺铒、掺镱、掺铥和掺铒-镱光纤。

所述的光纤耦合器的分束比不一样。

本实用新型提供的一种高重复频率激光脉冲环形腔光纤放大器，通过在环形腔内设置的光学延迟线，实现信号光相临两脉冲的时间间隔与光脉冲在环型腔内运动一周的时间相同，从而实现MHz级别高重复频率的再生放大。本发明不需要复杂的控制系统。对不同的重复频率都可以通过调节光学延迟线来实现有效放大。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为现有技术中的实现连续光放大的光纤环形腔放大器结构的示意图。

图3为高重复频率激光脉冲经过图2结构的光纤环形腔放大器放大后的输出图形。