[发明专利]种子源光谱展宽方法、装置及高功率连续光纤激光系统

权利要求书

1.一种种子源光谱展宽方法，其特征在于，包括：

种子源输出窄线宽连续保偏激光信号至保偏相位调制器；

通过驱动单元生成调P序列，并将生成的调P序列经功放单元功率放大后输出至所述保偏相位调制器；

所述保偏相位调制器通过所述调P序列对所述窄线宽连续保偏激光信号进行展宽并通过所述保偏相位调制器得到展宽后的窄线宽连续保偏激光信号；

根据所述展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的光谱形状调节所述调P序列的功率与反转概率P值的大小，以对光谱的带宽以及频率分量进行调节，从而得到的输出光谱为矩形光谱；

所述通过驱动单元生成调P序列的步骤具体包括：

根据所需窄线宽连续保偏激光信号的带宽确定信号比特率并根据所述信号比特率得到信号周期；

根据所述信号比特率、所述信号周期以及所述保偏相位调制器输出的光谱形状确定反转概率P；

根据所述反转概率P生成符合反转概率的二值序列，以得到调P序列；

所述确定信号比特率并根据所述信号比特率得到信号周期的步骤之前还包括：

预先设置反转概率P；其中，所述反转概率P指的是相邻比特的信号从1变成0或者从0变成1的概率；

所述根据所述反转概率P生成符合反转概率的二值序列，以得到调P序列的步骤具体包括：

随机设置一个初始比特为0或1，并生成一组0到1之间的均匀分布的随机数；

以所述随机数作为反转指令信号对相邻比特进行反转处理，以得到调P序列；

所述反转概率P为电平发生反转的阈值；若所述随机数大于电平发生反转的阈值，则下一比特的电平与当前比特的电平存在反转；若所述随机数小于所述反转概率P，则下一比特的电平与当前比特的电平相同；

所述根据所述展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的光谱形状调节所述调P序列的功率与反转概率P值的大小，以对光谱的带宽以及频率分量进行调节的步骤具体包括：

当所述保偏相位调制器输出的光谱的高频分量不足时，提升所述调P序列的反转概率P的值；当所述保偏相位调制器输出的光谱的低频分量不足时，降低所述调P序列的反转概率P的值；

当所述保偏相位调制器输出的光谱的带宽不足时，增加所述调P序列的输出功率或信号速率。

2.根据权利要求1所述的一种种子源光谱展宽方法，其特征在于，所述反转指令信号为伪随机二进制序列。

3.一种如权利要求1或2任一项所述的种子源光谱展宽方法的种子源光谱展宽装置，其特征在于，包括：种子源、保偏相位调制器、驱动单元以及功放单元；其中，

所述种子源用于输出窄线宽连续保偏激光信号；

所述驱动单元与所述功放单元连接，用于生成调P序列；

所述功放单元连接在所述保偏相位调制器与所述驱动单元之间，用于对所述驱动单元输出的调P序列进行功率放大后输出至所述保偏相位调制器；

所述保偏相位调制器的光输入端与所述种子源连接，用于接收所述种子源输出的窄线宽连续保偏激光信号进行光谱展宽并通过所述保偏相位调制器得到展宽后的窄线宽连续保偏激光信号；

其中，根据所述展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的光谱形状调节所述调P序列的功率与反转概率P值的大小，以对光谱的带宽以及频率分量进行调节。

4.一种高功率连续光纤激光系统，其特征在于，包括：光隔离器、功率预放大器、光环形器、功率主放大器以及如权利要求3所述的种子源光谱展宽装置；其中，

所述光隔离器的输入端与所述保偏相位调制器的输出端连接，所述光隔离器的输出端与所述功率预放大器的输入端连接，用于防止反向光损坏激光器件；

所述功率预放大器的输出端与所述光环形器的第1脚连接，用于对所述保偏相位调制器输出的展宽后的窄线宽连续保偏激光信号进行功率预放大处理；

所述功率主放大器与所述光环形器的第2脚连接，用于对所述保偏相位调制器输出的展宽后的窄线宽连续保偏激光信号进行功率主放大处理；

所述光环形器连接在所述功率预放大器与所述功率主放大器之间，用于检测所述保偏相位调制器输出的展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的反向非线性效应信号功率。