[发明专利]一种高功率窄线宽全光纤放大器

说明书

一种高功率窄线宽全光纤放大器，包括三级全光纤放大组件、水冷板和监测控制组件；三级全光纤放大组件包括第一光纤耦合器的输入端与种子激光相连，输出端与第一波分复用器相连；第一波分复用器的泵浦端与第一半导体泵浦源的尾纤相连，公共端与第一掺杂光纤的一端相连，第一掺杂光纤的另一端与第二波分复用器相连；第二光纤耦合器的输出端与第一信号/泵浦功率合束器相连，其公共端与第二掺杂光纤相连；第三光纤耦合器输入端与第二光隔离器相连，第三光纤耦合器与第二信号/泵浦功率合束器相连；第三掺杂光纤的另一端与第二泵浦光剥除器的一端相连，第二泵浦光剥除器另一端与准直器的尾纤相连。本发明具有易实现和推广、能够提高系统安全性等优点。

技术领域

本发明主要涉及到光纤激光放大器领域，特指一种高功率窄线宽全光纤放大器。

背景技术

光纤激光具有光束质量好、转换效率高、结构紧凑、可靠性高等优点，是激光应用领域的理想光源。高功率单频激光在激光雷达、大气遥感、非线性频率转换及引力波探测等领域有广泛应用。然而，一般很难直接通过激光振荡器获得高功率的单频光纤激光。

为了获得高功率的单频光纤激光，可以采用多级光纤放大器对低功率的单频激光种子进行功率放大，以获得足够的输出功率。在全光纤放大器中，必须保证足够的信号光功率，否则可能会因自发辐射放大而损坏器件；单频光纤放大器中还容易发生受激布里渊散射效应，受激布里渊散射效应产生后向功率也可能造成器件的损坏；高功率放大器会产生大量的废热，如果不能有效进行热管理，也将影响放大器的工作效能，甚至带来永久性损伤。

目前，有从业者开展了一些相关的研究工作，但是这些研究主要在实验室进行的，对各级放大器的控制是分开进行的，极易发生误操作。而且，对整个系统缺乏全面的监测和报警，不利于长时间工作，系统的整体设计也没有充分考虑产品化需求。综上所述，基于现在已有的技术并不利于实现产品化。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种易实现和推广、能够提高系统安全性的高功率窄线宽全光纤放大器。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种高功率窄线宽全光纤放大器，包括三级全光纤放大组件、水冷板和监测控制组件；所述三级全光纤放大组件包括：

第一光纤耦合器的输入端为全光纤放大器种子激光的输入端，输出端与第一波分复用器的信号光输入端相连；

第一波分复用器的泵浦端与第一半导体泵浦源的尾纤相连，第一波分复用器的公共端与第一掺杂光纤的一端相连，第一掺杂光纤的另一端与第二波分复用器的公共端相连；第二波分复用器的信号端与带通滤波器的输入端相连，第二波分复用器的泵浦端与第二半导体泵浦源的尾纤相连，带通滤波器的输出端与第一光隔离器的输入端相连，第一光隔离器的输出端与第二光纤耦合器的输入端相连；

第二光纤耦合器的输出端与第一信号/泵浦功率合束器的信号端相连，第一信号/泵浦功率合束器的公共端与第二掺杂光纤的一端相连，其中一个泵浦端与第三半导体泵浦源的尾纤相连，第二掺杂光纤的另一端与第一泵浦光剥除器的一端相连；第一泵浦光剥除器的另一端与第二光隔离器的输入端相连；

第三光纤耦合器的输入端与第二光隔离器的输出端相连，第三光纤耦合器的输出端与第二信号/泵浦功率合束器的信号端相连；第二信号/泵浦功率合束器的公共端与第三掺杂光纤的一端相连，第二信号/泵浦功率合束器的每个泵浦端分别与一个导体泵浦源的尾纤相连；第三掺杂光纤的另一端与第二泵浦光剥除器的一端相连，第二泵浦光剥除器另一端与准直器的尾纤相连。

作为本发明的进一步改进：所述第一光纤耦合器为1×2光纤耦合器，前向功率的分束比为99/1；所述第二光纤耦合器为2×2光纤耦合器，前向功率和后向功率的分束比均为99/1；所述第三光纤耦合器为2×2光纤耦合器，前向功率和后向功率的分束比均为999/1。