[实用新型]一种大功率窄线宽长波光纤激光产生系统

权利要求书

1.一种大功率窄线宽长波光纤激光产生系统，其特征在于：包括光纤激光系统阵列、波分复用系统和混合增益光纤放大器；其中混合增益光纤放大器包括基频光泵浦源、全光纤信号-泵浦合束器和大模场掺镱光纤；

光纤激光系统阵列由n个中心波长分别为λ₁、λ₂….λ_n的单频或多单频光纤激光放大器或n个中心波长分别为λ₁、λ₂….λ_n的单频或多单频光纤激光器构成；

光纤激光系统阵列输出n束单频或多单频激光，n束单频或多单频激光的中心波长分别为λ₁、λ₂….λ_n，其中λ₁>1000nm，λ_n<1300nm，λ_i满足关系式λ_i满足关系式λ_i＝λ_i-1+Δλ，2≤i≤n，Δλ为混合增益光纤放大器中大模场掺镱光纤所采用的基质材料对应的拉曼斯托克斯光在波长域的频移量；

光纤激光系统阵列输出的n束单频或多单频激光注入到波分复用系统中，经波分复用系统合束输出的激光通过混合增益光纤放大器中的全光纤信号-泵浦合束器的信号臂注入到大模场掺镱光纤中；混合增益光纤放大器中的基频光泵浦源输出的基频泵浦光通过全光纤信号-泵浦合束器的泵浦臂耦合到大模场掺镱光纤中，混合增益光纤放大器依靠拉曼增益和镱离子增益实现波长从λ₁到λ_n的转换和放大后输出中心波长为λ_n的大功率窄线宽长波光纤激光。

2.根据权利要求1所述的大功率窄线宽长波光纤激光产生系统，其特征在于：定义光纤激光系统阵列输出的中心波长为λ₁的激光为基频光，光纤激光系统阵列输出的中心波长为λ₂的激光为1阶受激拉曼斯托克斯光，依次类推，光纤激光系统阵列输出的中心波长为λ_n的激光为n-1阶受激拉曼斯托克斯光；

混合增益光纤放大器中的大模场掺镱光纤利用基频光泵浦源输出的基频泵浦光进行抽运；在混合增益光纤放大器中，中心波长为λ₁的基频光在基频泵浦光的抽运下进行放大；放大后的中心波长为λ₁的基频光充当1阶受激拉曼斯托克斯光的泵浦光，放大后的中心波长为λ₁的基频光抽运大模场掺镱光纤放大中心波长为λ₂的1阶受激拉曼斯托克斯光；放大后的1阶受激拉曼斯托克斯光充当2阶受激拉曼斯托克斯光的泵浦光，放大后的1阶受激拉曼斯托克斯光抽运大模场掺镱光纤放大中心波长为λ₃的2阶受激拉曼斯托克斯光；依次类推，放大后的n-2阶受激拉曼斯托克斯光充当n-1阶受激拉曼斯托克斯光的泵浦光，放大后的n-2阶受激拉曼斯托克斯光抽运大模场掺镱光纤放大中心波长为λ_n的n-1阶受激拉曼斯托克斯光。

3.根据权利要求1所述的大功率窄线宽长波光纤激光产生系统，其特征在于：还包括包层光滤除器、光纤端帽、准直器、二色镜、废光收集器；

经混合增益光纤放大器输出的光纤激光注入到包层光滤除器，在包层光滤除器将残余的基频泵浦光和放大产生的包层光滤除；经包层光滤除器后的光纤激光经过光纤端帽和准直器后扩束准直输出，准直输出的光纤激光入射到二色镜，其中光纤激光中含有的放大后但未完全波长转换的中心波长为λ₁、λ₂….λ_n-1的激光经二色镜透射后注入到废光收集器，经二色镜反射输出的即为具有高光束质量、高光谱纯度的中心波长为λ_n的大功率窄线宽长波光纤激光。