[实用新型]一种窄线宽线偏振掺铥光纤激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及脉冲全光纤激光器技术领域，具体涉及一种工作在2μm波段的窄线宽线偏振全光纤激光器。

背景技术

2μm波段单频光纤激光器以其线宽窄、相干长度长、大气透过率高、人眼安全等优点，能够广泛的应用于激光雷达、机场侧风、相干合成等领域。例如：在机场周边上，可用布置若干架激光雷达，测量机场周边风场，保障航班的安全起降，而一般的光纤激光器无法适应这种高精度和远距离的要求，从人眼安全的角度出发，采用2μm波段单频光纤激光器和相干探测几乎是最好的选择。

目前，获得2μm单频激光器的方法主要有以下几类：一是采用信号源直接调制；二是泵浦源控制增益开关；三是电光器件直接调制。三种技术路径各有优势，但由于保偏光纤器件及种子源价格高，本实用新型从稳定性和成本角度出发，在前级预放采用非保偏的光纤进行放大，通过级间起偏的方式，在最后两级放大中放大偏振信号光，既保证了偏振消光比，同时也节约了成本。

实用新型内容

针对上述内容，本实用新型提供了一种一种工作在2μm波段的窄线宽线偏振全光纤激光器，包括依次连接的2μm单频激光种子源、任意波形发生器、调制器、一级单模光纤放大器、一级10/130大模场双包层光纤放大器、偏振起偏器、一级10/130大模场双包层保偏光纤放大器和一级25/250大模场双包层保偏光纤放大器。实现稳定的2μm窄线宽线偏振激光输出。集成后的装置结构简单，可广泛应用于激光雷达探测等领域。

本实用新型的技术方案如下：

一种窄线宽线偏振掺铥光纤激光器，由2μm单频激光种子源、任意波形发生器、调制器、一级单模光纤放大器、一级10/130大模场双包层光纤放大器、偏振起偏器、一级10/130大模场双包层保偏光纤放大器和一级25/250大模场双包层保偏光纤放大器构成。

各组成部分的连接关系为：任意波形发生器连接调制器，对2μm单频激光种子源输出的光信号进行调制后，依次连接一级单模光纤放大器、一级10/130大模场双包层光纤放大器、偏振起偏器、一级10/130大模场双包层保偏光纤放大器和一级25/250大模场双包层保偏光纤放大器。各放大器模块采用光纤直接熔接的方式。

所述2μm单频激光种子源用于产生2μm单频连续激光，光谱线宽<50KHz；

任意信号发生器生成调制的电信号；

调制器将施加的电信号转化为光调制信号，将2μm单频连续激光调制成脉冲激光；

单模光纤放大器用于将所述脉冲激光进行预放大，增益>20dB；

10/130大模场双包层光纤放大器将单模光纤放大器放大后的信号进行再次放大，增益>20dB；

偏振起偏器用于将所述预放大自由偏振激光变为线偏振光，为光纤在线起偏器；

10/130大模场双包层保偏光纤放大器用于将偏振起偏器输出的线偏振光进行再次放大，增益>15dB；

25/250大模场双包层保偏光纤放大器用于将10/130大模场双包层保偏光纤放大器再次放大，增益>15dB。

单模光纤放大器包括依次连接的单模半导体泵浦源、波分复用器(WDM)、单模增益光纤和光栅带通滤波器；

所述波分复用器(WDM)为793/2040nm波分复用器，带宽为5nm；

所述单模增益光纤为掺铥单模非保偏增益光纤；

所述光纤带通滤波器中心波长为2040nm，带宽为2nm。

所述10/130大模场双包层光纤放大器包括依次连接的多模半导体泵浦源、(2+1)×1合束器、10/130大模场增益光纤、包层光剥离器、隔离器；

所述(2+1)×1合束器的信号端输入输出光纤均为10/130非保偏无源光纤，泵浦端为105/125，NA<0.15；

所述10/130大模场增益光纤为10/130掺铥大模场双包层非保偏增益光纤；

所述包层光剥离器的输入输出光纤均为10/130非保偏无源光纤；

所述隔离器为2W/2kW非保偏隔离器，中心波长为2040nm，出入尾纤均为10/130无源光纤。

所述10/130大模场双包层保偏光纤放大器包括依次连接的多模泵浦LD、保偏(2+1)×1合束器、10/130保偏增益光纤、保偏包层光剥离器、保偏隔离器；

所述保偏(2+1)×1合束器的输入输出尾纤均为10/130保偏无源光纤；