[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器系统

说明书

本发明公开了一种种子源光谱展宽方法、装置及高功率连续光纤激光系统，种子源光谱展宽方法包括：通过种子源输出保偏窄线宽连续激光信号；通过驱动模块产生伪随机比特序列信号作为驱动信号并输出至功放模块；所述功放模块对所述驱动模块输出的驱动信号进行功率放大处理；相位调制器接收所述种子源输出的保偏窄线宽连续激光信号以及所述功放模块输出的驱动信号，通过高阶相位调制的方式对所述保偏窄线宽连续激光信号进行展宽。本发明能在简化结构的同时降低成本，并能够最大化高功率连续光纤激光器系统的输出功率。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及的是一种种子源光谱展宽方法、装置及高功率连续光纤激光系统。

背景技术

超高功率连续光纤激光器具有高功率、高可靠性、高光束质量和热管理方便等优点，在工业加工、军事攻防等领域具有广泛的应用。在军事领域，作为激光武器的核心部分，高功率光纤激光器具有比固体激光器体积小，能耗低等特点，可解决固定安装问题，拓展应用于机、舰等移动载体。因此，多个国家都在推进激光武器开发，加大高功率连续光纤激光器的研究力度，旨在此领域占得先机。

当激光器功率放大过程中泵浦功率过高时，受光纤中多种非线性效应的影响，输出功率曲线进入非线性区。其中，光纤中的受激布里渊散射(Stimulated BrillouinScattering，SBS)效应阈值最低，容易造成有效输出效率降低，成为限制激光器最高输出功率的瓶颈问题。为提升光纤激光器的输出功率，提出了多种抑制SBS效应的方法，如减小光场和声场重叠面积、引入增益竞争、降低数值孔径(NA)、使用高掺杂光纤与相位调制展宽种子激光光谱等。

其中，基于相位调制展宽种子源光谱，能够降低平均入纤功率，具有操作简单、效率高的特点，成为保证高功率连续光纤激光器系统高功率输出的关键技术之一。现阶段中，种子源相位调制展宽的调制信号主要有正弦信号、白噪声源(White Noise Source，WNS)及伪随机码序(Pseudo-Random Binary Sequence，PRBS)等。上述方案采用级联的相位调制，系统结构较为复杂，使得成本较高，并且未能获得最佳的光谱分布，不能最大化抑制SBS效应，导致最大输出功率受到限制。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种种子源光谱展宽方法、装置及高功率连续光纤激光系统，以解决现有相位调制展宽种子源光谱存在的成本较高、最大输出功率受到限制的问题。

本发明的技术方案如下：

一种种子源光谱展宽方法，其包括：

通过种子源输出保偏窄线宽连续激光信号；

通过驱动模块产生伪随机比特序列信号作为驱动信号并输出至功放模块；

所述功放模块对所述驱动模块输出的驱动信号进行功率放大处理；

相位调制器接收所述种子源输出的保偏窄线宽连续激光信号以及所述功放模块输出的驱动信号，通过高阶相位调制的方式对所述保偏窄线宽连续激光信号进行展宽。

本发明进一步地设置，所述通过高阶相位调制的方式对所述保偏窄线宽连续激光信号进行展宽的步骤包括：

在指定驱动功率下，所述相位调制器采用1-5阶的高阶边带对所述保偏窄线宽连续激光信号进行展宽。

本发明进一步地设置，所述通过高阶相位调制的方式对所述保偏窄线宽连续激光信号进行展宽的步骤还包括：

通过调制深度调整不同边带的幅度；

通过调节所述驱动信号的功率对调制深度进行控制，以提升高阶边带的幅度。

本发明进一步地设置，所述调制深度越高，不同阶数边带的振幅越相近。