[实用新型]一种全光纤激光器光学结构

说明书

本实用新型公开一种全光纤激光器光学结构，其包括种子光源、泵浦光源、前级放大器、窄带滤波器、后级放大器和光纤输出端口；所述种子光源、前级放大器、窄带滤波器、后级放大器和光纤输出端口依序通过光纤进行连接；所述泵浦光源分别通过光纤与前级放大器和后级放大器连接，前级放大器和后级放大器共享泵浦光源产生的泵浦光。本实用新型采用上述的单泵浦功率共享结构，可以有效利用泵浦能量，把两个泵浦需求减少到一个，从而减少功耗，带来额外的好处有减少体积和降低成本。

技术领域

本实用新型涉及激光雷达领域，尤其涉及一种全光纤激光器光学结构。

背景技术

1550nm波段（1530nm~1565nm）激光雷达相比于905nm波段激光雷达，具有人眼安全阈值高的优点，因而可以将激光输出功率调高，满足更远探测距离的需求。针对1550nm波段光源，为了输出高峰值脉冲功率，同时要求优异的光束质量，通常采用MOPA结构（主控振荡器的功率放大器 Master Oscillator Power-Amplifier），种子光源采用分布反馈式（分布反馈式布拉格光栅结构）低功率半导体激光器，直接电流调制脉冲输出，输出光经过光纤放大器放大后作为激光雷达光源使用。针对这个光源通常要求大的输出光功率（平均功率和峰值功率），高的信噪比和低的电功耗，这相当于要求高的电光效率，要求光纤放大器的光-光转换效率要高，即要求尽量多的泵浦光转换为信号光，这样可以减少电功耗，同时也减轻产品散热管理复杂度。然而，大的输出光功率会导致强的光纤非线性效应，导致带宽内信号功率下降，为了抑制这一效应，一般在后级放大器采用大芯径有源光纤，大芯径有源光纤的光-光转换效率会比较低，如何同时满足和平衡二者要求是激光雷达光纤激光器设计的难点。

发明内容

为了满足1550nm波段激光雷达实际使用的指标需求：大功率输出，高信噪比和高光-光转换效率，本实用新型提出一种全光纤激光器光学结构。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种全光纤激光器光学结构，其包括种子光源、泵浦光源、前级放大器、窄带滤波器、后级放大器和光纤输出端口；

所述种子光源、前级放大器、窄带滤波器、后级放大器和光纤输出端口依序通过光纤进行连接；

所述泵浦光源分别通过光纤与前级放大器和后级放大器连接，前级放大器和后级放大器共享泵浦光源产生的泵浦光。

进一步的，所述种子光源采用分布反馈式半导体激光器，输出平均功率在10-50mW范围，且带TEC控制。

进一步的，所述泵浦光源采用多模输出光，中心波长范围915nm-974nm，输出功率2-20W。

进一步的，所述前级光纤放大器和后级光纤放大器所连接的光纤均采用双包层铒镱共掺有源光纤；所述前级放大器采用小芯径光纤，芯径大小4-6um；所述后级放大器采用大芯径光纤，芯径9-12um。

进一步的，所述泵浦光源输出用功率分束器按比例分功率使用，分别泵浦至前级放大器和后级放大器；前后级功率分配比例范围为1:9-3:7；所述泵浦光源的泵浦结构为前向泵浦或者后向泵浦。

本实用新型采用上述的单泵浦功率共享结构，可以有效利用泵浦能量，把两个泵浦需求减少到一个，从而减少功耗，带来额外的好处有减少体积和降低成本。

本实用新型采用双级放大，前级放大小信号，需要满足大增益和高信噪比的要求，因而采用小芯径有源光纤，其光-光转换效率高，放大器自发辐射噪声信号得到抑制；进一步的，经过中间的窄带滤波器后，信噪比得到进一步改善；后级放大器用大芯径光纤，可以提升功率并抑制非线性效应，使得最终的输出光满足大功率输出，高信噪比和高光-光转换效率的要求。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；