[发明专利]一种用于激光雷达的低重频纳秒级全光纤激光器

权利要求书

1.一种用于激光雷达的低重频纳秒级全光纤激光器，其特征在于，包括：主振荡级光纤种子源系统和光纤放大器系统，所述主振荡级光纤种子源系统，用于输出特定脉宽和重频的纳秒级脉冲信号，光纤放大器系统器，用于将所述纳秒级脉冲信号放大后输出；

主振荡级光纤种子源系统包括：第一泵浦源和谐振腔，其中，所述谐振腔包含：第一波分复用器、第一增益光纤、光耦合器、激光锁模装置、单模传输光纤，第一波分复用器、第一增益光纤、光耦合器、激光锁模装置、单模传输光纤依次光学连接形成闭合环形腔。

第一泵浦源连接第一波分复用器的泵浦光输入端，第一波分复用器的公共输出端连接第一增益光纤的一端，第一增益光纤的另一端连接光耦合器的输入端，光耦合器的第一输出端连接激光锁模装置的输入端，光耦合器的第二输出端连接光纤放大系统，激光锁模装置的输出端连接单模传输光纤的一端，单模传输光纤的另一端连接第一波分复用器的信号光输入端；

第一泵浦源提供的第一泵浦光经过第一波分复用器被耦合传输至第一增益光纤，经过增益放大后通过光耦合器传输至激光锁模装置，产生特定脉宽和重复频率的纳秒级脉冲信号，所述纳秒级脉冲信号依次经过单模传输光纤、第一波分复用器、第一增益光纤，经过增益放大后，一部分纳秒级脉冲信号由光耦合器的第二输出端输出腔外，一部分纳秒级脉冲信号由光耦合器的第一输出端输出在谐振腔内继续振荡；

光纤放大器系统包括：第一光隔离器、第二光隔离器、第一级光纤预放大器、第二级主放大器以及脉冲输出装置，第一级光纤预放大器包含：第二泵浦源、第二波分复用器和第二增益光纤，第二级主放大器包含：第三泵浦源、光合束器和第三增益光纤；

第二泵浦源连接第二波分复用器的泵浦光输入端，第二波分复用器的信号光输入端连接第一光隔离器的输出端，第一光隔离器的输入端连接光耦合器的第二输出端，第二波分复用器的公共输出端连接第二增益光纤的一端，第二增益光纤的另一端连接第二光隔离器的输入端，第二光隔离器的输出端连接光合束器的信号光输入端，第三泵浦源连接光合束器的泵浦光输入端，光合束器的公共输出端连接第三增益光纤的一端，第三增益光纤的另一端连接脉冲输出装置；

主振荡级光纤种子源系统中光耦合器的第二输出端输出的纳秒级脉冲信号通过第一光隔离器后传输至第一级光纤预放大器，通过第二波分复用器被耦合进入第二增益光纤，同时第二泵浦源提供的第二泵浦光通过第二波分复用器被耦合也进入第二增益光纤，所述纳秒级脉冲信号和第二泵浦光经增益放大后产生第一激光，然后第一激光经过第二光隔离器后进入第二级光纤主放大器中的光合束器，同时第三泵浦源提供的第三泵浦光也进入第二级光纤主放大器中的光合束器，第一激光和第三泵浦光被耦合产生第二激光，然后第一激光进入第三增益光纤进行增益放大，产生高功率脉冲激光，最后经过脉冲输出装置输出。

2.如权利要求1所述的用于激光雷达的低重频纳秒级全光纤激光器，其特征在于，所述第一增益光纤、第二增益光纤、第三增益光纤分别由掺杂稀土元素铒或镱的有源光纤组成。

3.如权利要求1所述的用于激光雷达的低重频纳秒级全光纤激光器，其特征在于，所述激光锁模装置为碳纳米管可饱和吸收体。

4.如权利要求1所述的用于激光雷达的低重频纳秒级全光纤激光器，其特征在于，所述激光锁模装置为石墨烯可饱和吸收体。

5.如权利要求1所述的用于激光雷达的低重频纳秒级全光纤激光器，其特征在于，所述激光锁模装置为半导体可饱和吸收镜和光纤环形器，其中，半导体可饱和吸收镜连接光纤环形器的反射端，光纤环形器的输入端连接光耦合器的第一输出端，光纤环形器的输出端连接单模传输光纤的一端。

6.如权利要求1所述的用于激光雷达的低重频纳秒级全光纤激光器，其特征在于，所述纳秒级脉冲信号光的脉宽为1ns—10ns，所述纳秒级脉冲信号光的重频为100KHZ—1MHZ。

7.如权利要求1所述的用于激光雷达的低重频纳秒级全光纤激光器，其特征在于，单模传输光纤为零色散点在1310±10nm的单模光纤。

8.如权利要求1所述的用于激光雷达的低重频纳秒级全光纤激光器，其特征在于，单模传输光纤为色散补偿光纤，其中，所述色散补偿光纤在1.5μm处为正色散。

9.如权利要求1所述的用于激光雷达的低重频纳秒级全光纤激光器，其特征在于，单模传输光纤由零色散点为1310±10nm的单模光纤和色散补偿光纤组成。