[发明专利]高峰值功率单频窄线宽纳秒三角形短脉冲光纤激光器

说明书

本发明公开了一种基于三角形脉冲的高功率单频窄线宽纳秒短脉冲光纤激光器，包括：脉冲激光种子源输出的光信号经第一隔离器注入到第一功率预放大级中，经第一功率预放大级放大的光信号随后注入第二功率预放大级再次放大后注入到主放大级中；脉冲激光种子源采用连续激光强度调制的方式获取或半导体蝶形激光器直接调制的方式获得拥有快速上升沿的三角形激光脉冲；根据三角形脉冲本征线宽窄以及对自相位调制有抑制作用的特点，采用三角形脉冲的单频脉冲激光作为种子源，通过主振荡功率放大结构对其峰值功率进行放大。

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域，尤其涉及一种基于三角形脉冲的高峰值功率单频窄线宽纳秒短脉冲光纤激光器。

背景技术

全光纤化的高功率窄线宽单频纳秒脉冲掺镱光纤激光器因其所具有的较好的耐久性、紧凑的结构以及免维护等特点，在雷达、遥感等领域有着广泛的应用。并且在这些领域中，窄线宽的激光光源能够极大提高系统的整体性能，因此针对窄线宽的纳秒量级脉冲光纤激光器进行研究具有非常重要的意义。限制纳秒脉冲光纤激光器的其中一个重要原因是自相位调制效应，在脉冲放大的过程中，随着峰值功率的提高，剧烈的自相位调制效应会对线宽造成严重展宽。

传统的方法是通过相位预补偿的方式来抵消自相位调制所产生的影响，但是受制于相位补偿器件的性能，使得这种方法无法在高峰值功率的激光器中达到理想的效果。而脉冲波形编辑为抑制自相位调制效应获取窄线宽的纳秒脉冲激光提供了另一种新的有效方法。

发明内容

本发明提供了一种高峰值功率单频窄线宽纳秒三角形短脉冲光纤激光器，本发明根据三角形激光脉冲本征线宽窄以及对自相位调制有抑制作用的特点，采用三角形脉冲的单频脉冲激光作为种子源，通过主振荡功率放大结构对其峰值功率进行放大，详见下文描述：

一种基于三角形脉冲的高功率单频窄线宽纳秒短脉冲光纤激光器，所述激光器包括：

脉冲激光种子源输出的光信号经第一隔离器注入到第一功率预放大级中，经第一功率预放大级放大的光信号随后注入第二功率预放大级再次放大后注入到主放大级中；

脉冲激光种子源采用连续激光强度调制的方式获取或半导体蝶形激光器直接调制的方式获得拥有快速上升沿的三角形激光脉冲；

根据三角形脉冲本征线宽窄以及对自相位调制有抑制作用的特点，采用三角形脉冲的单频脉冲激光作为种子源，通过主振荡功率放大结构对其峰值功率进行放大。

其中，所述第一功率预放大级包括：依次顺序连接的第一泵浦源、第一合束器、第一双包层有源光纤、第一包层光剥离器、第一带通滤波器、第二隔离器。

进一步地，所述第二功率预放大级包括：依次顺序连接的第二泵浦源、第二合束器、第二双包层有源光纤、第二包层光隔离器、第二带通滤波器、第三隔离器。

进一步地，所述主放大级包括：第三泵浦源、第三合束器、第三双包层有源光纤、第三包层光剥离器、准直输出器。

具体实现时，所述脉冲激光种子源采用连续激光强度调制的方式具体为：

单频连续光纤激光器经第四隔离器直接注入电光强度调制器中，任意波形发生器产生射频信号控制电光强度调制器和声光强度调制器；

电光强度调制器用于将连续激光光源调制成预设频率、上升沿、下降沿、激光脉冲半高宽的三角波脉冲序列；

三角波脉冲序列经第一纤芯预防大级后注入声光强度调制器；第一纤芯预防大级用于提高脉冲序列的峰值功率，抵消电光强度调制器和声光强度调制器引入的差损；

声光强度调制器与电光强度调制器时域同步，用于进一步滤除掉脉冲序列中的连续光成分和带内放大自发辐射以得到单频脉冲种子源。

具体实现时，所述脉冲激光种子源采用半导体蝶形激光器直接调制的方式具体为：