高功率窄脉冲光纤激光器中ASE的抑制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高功率窄脉冲光纤激光器中ASE的抑制方法及装置。该方法包括：根据高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的输出特性要求，通过脉冲驱动电源调制单模激光二极管种子源发出的种子激光的重复频率，并将种子激光的输出波形调制为二阶超高斯形；正常开启高功率窄脉冲光纤激光器，使高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的平均功率满足输出特性要求，并使用光电探测器和示波器探测高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的脉冲宽度；在确定探测的脉冲宽度不满足输出特性要求的情况下，通过脉冲驱动电源调制单模激光二极管种子源发出的种子激光的脉冲宽度，使输出激光的脉冲宽度满足输出特性要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通讯领域，特别是涉及一种高功率窄脉冲光纤激光器中ASE的抑制方法及装置。
技术介绍
图1是现有技术中高功率窄脉冲光纤激光器结构示意图，如图1所示，目前多采用窄脉冲电调制的激光二极管作为种子源，其后连接光纤放大器的结构来构成高功率窄脉冲光纤激光器。如图1所示，激光二极管种子源采用脉冲驱动电源驱动，可通过调整其驱动电流直接调制种子激光的输出参数（包括：重复频率、脉冲宽度、脉冲波形以及功率大小等）。图2是现有技术中种子激光的不同输出波形的示意图，如图2所示，种子激光的输出波形可以被调制为洛仑兹型、高斯形、二阶超高斯形、双曲正割形等。种子源产生的窄脉冲种子激光经过后续光纤放大器，最终实现高功率窄脉冲激光输出。图2从左至右分别为洛仑兹形、高斯形、双曲正割形及二阶超高斯形。图中实线表示种子激光的输出波形，虚线表示种子激光经过光纤放大器后输出波形的变化情况。从图2中可以看出，经过光纤放大器后，二阶超高斯形的种子激光的压窄现象最为明显。在上述如图1所示的结构中，由于种子激光的平均功率远远小于光纤放大器注入的泵浦光功率，因此在光纤放大过程中会不可避免的产生放大自发辐射（ASE）。在这种高功率泵浦的情况下，脉冲之间放大器增益会迅速提高，ASE会迅速积累以致达到饱和。由此导致的寄生振荡会消耗上能级的粒子数，从而限制了以激活粒子形式储存在增益光纤中的能量。ASE会降低光纤放大器的放大效率，后向ASE还会对种子源造成损伤，因此必须设法加以抑制。
技术实现思路
本专利技术提供一种高功率窄脉冲光纤激光器中ASE的抑制方法及装置，以解决现有技术中在光纤放大过程中产生ASE的问题。本专利技术提供一种高功率窄脉冲光纤激光器中ASE的抑制方法，包括：根据高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的输出特性要求，通过脉冲驱动电源调制单模激光二极管种子源发出的种子激光的重复频率，并将种子激光的输出波形调制为二阶超高斯形；正常开启高功率窄脉冲光纤激光器，使高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的平均功率满足输出特性要求，并使用光电探测器和示波器探测高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的脉冲宽度；在确定探测的脉冲宽度不满足输出特性要求的情况下，通过脉冲驱动电源调制单模激光二极管种子源发出的种子激光的脉冲宽度，使输出激光的脉冲宽度满足输出特性要求。优选地，输出特性要求包括：平均功率、重复频率、以及脉冲宽度。优选地，通过脉冲驱动电源调制单模激光二极管种子源发出的种子激光的脉冲宽度，使输出激光的脉冲宽度满足输出特性要求具体包括：设输出特性要求中脉冲宽度为小于或等于X纳秒，则通过脉冲驱动电源将单模激光二极管种子源发出的种子激光的脉冲宽度调制为nX纳秒，其中，n为正整数；通过光电探测器和示波器探测在种子激光的脉冲宽度为nX纳秒时，输出激光的脉冲宽度是否小于或等于X纳秒，如果判断为是，则确定此时种子激光的脉冲宽度即为最终脉冲宽度，如果判断为否，则继续通过脉冲驱动电源的调制，减少单模激光二极管种子源发出的种子激光的脉冲宽度，并通过光电探测器和示波器探测减少种子激光的脉冲宽度后输出激光的脉冲宽度，并将输出激光的脉冲宽度小于或等于X纳秒时所对应的种子激光的脉冲宽度设置为最终脉冲宽度。优选地，n等于3。优选地，继续通过脉冲驱动电源的调制，减少单模激光二极管种子源发出的种子激光的脉冲宽度，并通过光电探测器和示波器探测减少种子激光的脉冲宽度后，输出激光的脉冲宽度，并将输出激光的脉冲宽度小于或等于X纳秒时所对应的种子激光的脉冲宽度设置为最终脉冲宽度具体包括：通过脉冲驱动电源的调制，从nX纳秒开始，将单模激光二极管种子源发出的种子激光的脉冲宽度每次减少1纳秒，并通过光电探测器和示波器探测种子激光的脉冲宽度每此减少1纳秒时输出激光的脉冲宽度，将输出激光的脉冲宽度小于或等于X纳秒时所对应的种子激光的脉冲宽度设置为最终脉冲宽度。本专利技术还提供了一种高功率窄脉冲光纤激光器中ASE的抑制装置，包括：第一调制模块，用于根据高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的输出特性要求，通过脉冲驱动电源调制单模激光二极管种子源发出的种子激光的重复频率，并将种子激光的输出波形调制为二阶超高斯形；探测模块，用于正常开启高功率窄脉冲光纤激光器，使高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的平均功率满足输出特性要求，并使用光电探测器和示波器探测高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的脉冲宽度；第二调制模块，用于在确定探测的脉冲宽度不满足输出特性要求的情况下，通过脉冲驱动电源调制单模激光二极管种子源发出的种子激光的脉冲宽度，使输出激光的脉冲宽度满足输出特性要求。优选地，输出特性要求包括：平均功率、重复频率、以及脉冲宽度。优选地，第二调制模块具体包括：第一调制子模块，用于在输出特性要求中脉冲宽度为小于或等于X纳秒的情况下，通过脉冲驱动电源将单模激光二极管种子源发出的种子激光的脉冲宽度调制为nX纳秒，其中，n为正整数；第二调制子模块，用于通过光电探测器和示波器探测在种子激光的脉冲宽度为nX纳秒时，输出激光的脉冲宽度是否小于或等于X纳秒，如果判断为是，则确定此时种子激光的脉冲宽度即为最终脉冲宽度，如果判断为否，则继续通过脉冲驱动电源的调制，减少单模激光二极管种子源发出的种子激光的脉冲宽度，并通过光电探测器和示波器探测减少种子激光的脉冲宽度后输出激光的脉冲宽度，并将输出激光的脉冲宽度小于或等于X纳秒时所对应的种子激光的脉冲宽度设置为最终脉冲宽度。优选地，n等于3。优选地，第二调制子模块具体用于：通过脉冲驱动电源的调制，从nX纳秒开始，将单模激光二极管种子源发出的种子激光的脉冲宽度每次减少1纳秒，并通过光电探测器和示波器探测种子激光的脉冲宽度每此减少1纳秒时输出激光的脉冲宽度，将输出激光的脉冲宽度小于或等于X纳秒时所对应的种子激光的脉冲宽度设置为最终脉冲宽度。本专利技术有益效果如下：通过精确控制种子源发出的种子激光的脉冲波形，确保种子激光的脉冲宽度在光纤放大过程中会被大幅压窄，即使种子激光的脉冲宽度较宽，依然可以保证光纤激光器最终输出的激光满足窄脉宽的应用要求，解决了现有技术中在光纤放大过程中产生ASE的问题，能够通过增大种子源种子激光的脉冲宽度来提高种子激光的平均功率，达到有效抑制ASE产生的目的。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高功率窄脉冲光纤激光器中放大自发辐射ASE的抑制方法，其特征在于，包括：根据高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的输出特性要求，通过脉冲驱动电源调制单模激光二极管种子源发出的种子激光的重复频率，并将所述种子激光的输出波形调制为二阶超高斯形；正常开启所述高功率窄脉冲光纤激光器，使所述高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的平均功率满足所述输出特性要求，并使用光电探测器和示波器探测所述高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的脉冲宽度；在确定探测的所述脉冲宽度不满足所述输出特性要求的情况下，通过所述脉冲驱动电源调制所述单模激光二极管种子源发出的所述种子激光的脉冲宽度，使所述输出激光的脉冲宽度满足所述输出特性要求。

【技术特征摘要】
1.一种高功率窄脉冲光纤激光器中放大自发辐射ASE的抑制方法，其特
征在于，包括：
根据高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的输出特性要求，通过脉冲驱动
电源调制单模激光二极管种子源发出的种子激光的重复频率，并将所述种子激
光的输出波形调制为二阶超高斯形；
正常开启所述高功率窄脉冲光纤激光器，使所述高功率窄脉冲光纤激光器
的输出激光的平均功率满足所述输出特性要求，并使用光电探测器和示波器探
测所述高功率窄脉冲光纤激光器的输出激光的脉冲宽度；
在确定探测的所述脉冲宽度不满足所述输出特性要求的情况下，通过所述
脉冲驱动电源调制所述单模激光二极管种子源发出的所述种子激光的脉冲宽
度，使所述输出激光的脉冲宽度满足所述输出特性要求。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输出特性要求包括：平
均功率、重复频率、以及脉冲宽度。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过所述脉冲驱动电源调制
所述单模激光二极管种子源发出的所述种子激光的脉冲宽度，使所述输出激光
的脉冲宽度满足所述输出特性要求具体包括：
设所述输出特性要求中所述脉冲宽度为小于或等于X纳秒，则通过所述脉
冲驱动电源将所述单模激光二极管种子源发出的所述种子激光的脉冲宽度调
制为nX纳秒，其中，n为正整数；
通过所述光电探测器和所述示波器探测在所述种子激光的脉冲宽度为nX
纳秒时，所述输出激光的脉冲宽度是否小于或等于X纳秒，如果判断为是，则
确定此时所述种子激光的脉冲宽度即为最终脉冲宽度，如果判断为否，则继续
通过所述脉冲驱动电源的调制，减少所述单模激光二极管种子源发出的所述种
子激光的脉冲宽度，并通过所述光电探测器和所述示波器探测减少所述种子激
光的脉冲宽度后所述输出激光的脉冲宽度，并将所述输出激光的脉冲宽度小于

\t或等于X纳秒时所对应的种子激光的脉冲宽度设置为所述最终脉冲宽度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，n等于3。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述继续通过所述脉冲
驱动电源的调制，减少所述单模激光二极管种子源发出的所述种子激光的脉冲
宽度，并通过所述光电探测器和所述示波器探测减少所述种子激光的脉冲宽度
后，所述输出激光的脉冲宽度，并将所述输出激光的脉冲宽度小于或等于X纳
秒时所对应的种子激光的脉冲宽度设置为所述最终脉冲宽度具体包括：
通过所述脉冲驱动电源的调制，从所述nX纳秒开始，将所述单模激光二
极管种子源发出的所述种子激光的脉冲宽度每次减少1纳秒，并通过所述光电
探测器和所述示波器探测所述种子激光的脉冲宽度...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昆，李尧，张大勇，朱辰，王雄飞，张利明，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：