[实用新型]具有抑制SBS作用的双向泵浦双包层光纤激光放大器

说明书

本实用新型涉及光纤激光领域，为提高光纤激光MOPA中SBS阈值，降低系统复杂度，实现高效的激光输出，本实用新型，具有抑制SBS作用的双向泵浦双包层光纤激光放大器，包括：激光种子源、光纤隔离器、第一光纤合束器、第一双包层有源光纤、包层光剥离器、第二双包层有源光纤、第二光纤合束器、光纤端冒和泵浦源；种子光经由所述光纤隔离器进入所述第一双包层有源光纤的纤芯，再通过所述包层光剥离器进入所述第二双包层有源光纤纤芯；所述泵浦源发射的泵浦光分别通过所述第一、第二光纤合束器的泵浦端正反向耦合进入所述第一、第二有源光纤的包层；所述双包层有源光纤吸收泵浦光，对信号光提供增益后输出。本实用新型主要应用于激光器设计制造场合。

技术领域

本实用新型涉及光纤激光领域，一种具有抑制SBS作用的双向泵浦双包层光纤激光放大器。

背景技术

为获得高功率、高性能的光纤激光输出，通常采用双包层有源光纤为增益介质的主振荡功率放大器(MOPA)结构。目前，常用的光纤放大器泵浦结构包括正向泵浦、反向泵浦和双向泵浦三种。正向泵浦结构的放大器具有较高的输出光信噪比但斜率效率较低。反向泵浦结构能够实现更高的斜率效率，且对非线性效应具有一定抑制作用，但存在受激自发辐射(ASE) 较强的问题，输出信噪比较低。双向泵浦综合了前两种泵浦结构的优点，具有相对较高的斜率效率和信噪比，是实现高功率窄线宽激光输出的最佳泵浦结构，已经在单包层光纤放大器中得到了广泛的应用。但是，在双包层光纤激光放大器中，泵浦光通过光纤合束器耦合进入有源光纤内包层进行泵浦，需在有源光纤末端熔接与有源光纤匹配的包层光剥离器以去除残余泵浦光，避免损毁后级器件。当采用双向泵浦结构时，就需要两个包层光剥离器分别去除正向和反向的残余泵浦光，无可避免地增加激光链路损耗和放大系统的复杂性。

此外，光纤中的非线性效应，如受激布里渊散射(SBS)、受激拉曼散射(SRS)等，是限制光纤激光功率水平的主要因素之一。特别是在高功率窄线宽光纤激光放大器中，由于信号光的线宽极窄，很容易发生SBS现象，影响输出斜率效率和信噪比。在现有的技术处中，为抑制SBS效应，需要通过外加设备对双包层增益光纤附加温度梯度或应力梯度，或采用价格较高的大模场面积双包层有源光纤进行放大，设备成本高，放大系统结构复杂。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型旨在提出一种抑制SBS效应的双向泵浦双包层光纤激光放大器，提高光纤激光MOPA中SBS阈值，降低系统复杂度，实现高效的激光输出，为此，本实用新型采用的技术方案是，具有抑制SBS作用的双向泵浦双包层光纤激光放大器，包括：激光种子源、光纤隔离器、第一光纤合束器、第一双包层有源光纤、包层光剥离器、第二双包层有源光纤、第二光纤合束器、光纤端冒和泵浦源；所述激光种子源发射信号光，种子光经由所述光纤隔离器进入所述第一双包层有源光纤的纤芯，再通过所述包层光剥离器进入所述第二双包层有源光纤纤芯；所述泵浦源发射的泵浦光分别通过所述第一、第二光纤合束器的泵浦端正反向耦合进入所述第一、第二有源光纤的包层，实现双向泵浦；所述双包层有源光纤吸收泵浦光，形成粒子数反转，对信号光提供增益；信号光得到放大，放大后的信号光经由所述第二光纤合束器的信号端和所述光纤端冒输出。

所述包层光剥离器输入端、输出端光纤分别为第一、第二双包层有源光纤的匹配光纤，置于所述第一和第二双包层有源光纤之间，用于剥除残余的正向和反向传输的泵浦光，且输入端光纤芯径小于输出端光纤，用于提高斯托克斯光的反向传输损耗。

第一双包层有源光纤和第二双包层有源光纤可以是铒镱共掺光纤，也可以是掺杂铒、镱、铥、钬或钕的激活离子的有源光纤，分别对应不同的信号光波长。

激光种子源可以是光纤激光器，也可以是半导体激光器，只需满足其发射波长位于第一、第二双包层有源光纤的增益谱内即可；激光种子源可以是连续波运转，也可以是调制、调Q 或锁模形式运转。

本实用新型的特点及有益效果是：