光纤激光器制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种光纤激光器，包括种子光源、单级放大器结构及输出端，单级放大器结构包括隔离器、增益光纤、合束器及泵浦源。其中，增益离子掺杂浓度在脉冲信号光的传输方向上逐渐增大且增益光纤的纤芯直径和包层直径为同一尺寸，且基质材料相同，使得增益光纤在吸收泵浦光形成粒子数反转后，在脉冲信号光的传输方向上的反转粒子数呈现逐渐增大的趋势，使得能够匹配脉冲信号光逐渐放大对反转粒子数的需求，在需求匹配的基础上，反转粒子数被消耗之后，为了维持上能级粒子数分布的稳态，其他上能级的粒子将转换到反转粒子数所在的能级，使得能够通过降低其他上能级的粒子数的方式降低产生ASE噪声的粒子数的数量，达到抑制ASE噪声的目的。

【技术实现步骤摘要】
光纤激光器
本专利技术涉及激光
，尤其涉及一种光纤激光器。
技术介绍
普通的光纤激光器在实际应用中需要有较高的信噪比和较高的输出功率，为了提高激光器输出光的功率和信噪比，需要进行多级放大。然而，目前的光纤激光器在每级光纤放大过程中会产生放大器自发辐射（AmplifierSpontaneousemission，ASE）噪声，导致光纤激光器发出的信号的ASE噪声大的问题，且为了解决该问题，还将在每一级放大后进行ASE的滤波，需要增加相应的滤波器和隔离器，同时为了确保滤波效果还需要对光纤激光器中的种子光源进行温控或者调节滤波器的透过波长，这些都增加了光纤激光器的复杂程度及制备成本，因此，现有技术中通过设置滤波器和隔离器过滤ASE噪声的方式存在导致光纤激光器的结构复杂且成本高的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种光纤激光器，可以解决现有技术中的设置滤波器件过滤ASE噪声的方式带来的光纤激光器的结构复杂且成本高的问题。为实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种光纤激光器，所述光纤激光器包括：依次级联的种子光源、单级放大器结构及输出端；所述单级放大器结构包括隔离器、增益光纤、合束器，及泵浦源；所述种子光源用于发射脉冲信号光，所述脉冲信号光经过所述隔离器之后入射至所述增益光纤，其中，所述增益光纤的增益离子掺杂浓度在所述脉冲信号光的传输方向上是呈现逐渐增大趋势的，且所述增益光纤的纤芯直径和包层直径为同一尺寸，且所述增益光纤的基质材料相同；所述泵浦源用于发射泵浦光，所述泵浦光入射至所述合束器；所述合束器用于将所述泵浦光耦合至所述增益光纤；所述增益光纤用于吸收所述泵浦光实现粒子数反转，并基于所述粒子数反转对所述脉冲信号光进行放大，放大后的脉冲信号光作为输出信号输出至所述输出端。可选地，所述单级放大器结构为反向单级放大器结构，所述放大后的脉冲信号光从所述增益光纤输出后输入至所述合束器，且经过所述合束器之后输入至所述输出端。可选地，所述增益光纤的增益离子掺杂浓度沿所述脉冲信号光的传输方向的分布方式为线性函数增大，或者为指数型增大，或者为对数型函数增大，或者为阶跃式增大。可选地，所述增益光纤为单包层光纤或者双包层光纤。可选地，所述增益光纤中的增益离子为钕离子，铒离子、锗离子、镨离子、钬离子、铕离子、镱离子、镝离子、铥离子中的任意一种或多种。可选地，所述增益光纤由M段增益子光纤组成，且第m+1段增益子光纤的增益离子掺杂浓度的最小值大于第m段增益子光纤的增益离子掺杂浓度的最大值，其中，M大于或等于2，m属于1至M-1中的任意一个整数。可选地，M段所述增益子光纤的纤芯直径、纤芯数值孔径及包层直径相同。可选地，所述单级放大器结构的数量为N个，且N个所述单级放大器结构级联，N大于或等于2；所述种子光源输出的脉冲信号光输入至第1个单级放大器结构的隔离器，且第N个单级放大器结构中输出的放大后的脉冲信号光输入至所述输出端；第n个单级放大器结构输出的放大后的脉冲信号光输入至第n+1个单级放大器结构的隔离器，n为1至N-1中的任意一个整数。可选地，第n+1个单级放大器结构中的增益光纤的增益离子掺杂浓度的最小值，大于第n个单级放大器结构中的增益光纤的增益离子掺杂浓度的最大值。可选地，所述第n+1个单级放大器结构的纤芯直径大于第n个单级放大器结构的纤芯直径。采用本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术提供一种光纤激光器，该光纤激光器包括种子光源、单级放大器结构及输出端，该单级放大器结构包括增益光纤、合束器及泵浦源，其中，种子光源用于发射脉冲信号光，该脉冲信号光入射至所述增益光纤，该增益光纤的增益离子掺杂浓度在脉冲信号光的传输方向上是呈现逐渐增大趋势的，且增益光纤的纤芯直径和包层直径为同一尺寸，增益光纤的基质材料相同，其中，泵浦源用于发射泵浦光，该泵浦光入射至合束器，合束器则用于将泵浦光耦合至增益光纤，该增益光纤则用于吸收泵浦光实现粒子数反转，并基于粒子数反转对脉冲信号光进行放大，放大后的脉冲信号光作为输出信号输出至输出端。通过使用增益光纤，该增益光纤的增益离子掺杂浓度在脉冲信号光的传输方向上逐渐增大且增益光纤的纤芯直径和包层直径为同一尺寸，使得该增益光纤在吸收泵浦光形成粒子数反转之后，在脉冲信号光的传输方向上的反转粒子数也呈现逐渐增大的趋势，使得反转粒子数的逐渐增大的趋势能够匹配脉冲信号光逐渐放大对反转粒子数的需求，在需求匹配的基础上，反转粒子数被消耗之后，为了维持上能级粒子数分布的稳态，其他上能级的粒子将转换到反转粒子数所在的能级，能够降低其他上能级的粒子数，使得能够通过降低其他上能级的粒子数的方式降低产生ASE噪声的粒子数的数量，达到抑制ASE噪声的目的，且具有结构简单且成本低的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1为本专利技术实施例中光纤激光器的结构示意图；图2为本专利技术实施例中光纤激光器的另一结构示意图；图3为本专利技术实施例中光纤激光器的另一结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，为本专利技术实施例中光纤激光器的结构示意图，该光纤激光器包括：依次级联的种子光源11、单级放大器结构12及输出端13；且单级放大器结构12包括隔离器111、增益光纤112、合束器113，及泵浦源114。其中，种子光源11用于发射脉冲信号光，脉冲信号光经过隔离器111之后入射至增益光纤112，其中，增益光纤112的增益离子掺杂浓度在脉冲信号光的传输方向上是呈现逐渐增大趋势的，且增益光纤112的纤芯直径和包层直径为同一尺寸，且增益光纤112的基质材料相同。其中，泵浦源114用于发射泵浦光，泵浦光入射至合束器113，该合束器113用于将泵浦光耦合至增益光纤112，增益光纤112用于吸收泵浦光实现粒子数反转，并基于粒子数反转对脉冲信号光进行放大，放大后的脉冲信号光作为输出信号输出至输出端13。在一种可行的实现方式中，上述的单级放大器结构12为反向单级放大器结构12，放大后的脉冲信号光将从增益光纤112输出后输入至合束器113，经过合束器113之后输入至输出端13。其中，反向单级放大器结构12是指脉冲信号光在增益光纤112内的传输方向，与泵浦光在增益光纤112内的传输方向相反。其中，隔离器111是为了隔离ASE噪声及后向传输的光，避免本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器包括：/n依次级联的种子光源、单级放大器结构及输出端；/n所述单级放大器结构包括隔离器、增益光纤、合束器，及泵浦源；/n所述种子光源用于发射脉冲信号光，所述脉冲信号光经过所述隔离器之后入射至所述增益光纤，其中，所述增益光纤的增益离子掺杂浓度在所述脉冲信号光的传输方向上是呈现逐渐增大趋势的，所述增益光纤的纤芯直径和包层直径为同一尺寸，且所述增益光纤的基质材料相同；/n所述泵浦源用于发射泵浦光，所述泵浦光入射至所述合束器；/n所述合束器用于将所述泵浦光耦合至所述增益光纤；/n所述增益光纤用于吸收所述泵浦光实现粒子数反转，并基于所述粒子数反转对所述脉冲信号光进行放大，放大后的脉冲信号光作为输出信号输出至所述输出端。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤激光器，其特征在于，所述光纤激光器包括：
依次级联的种子光源、单级放大器结构及输出端；
所述单级放大器结构包括隔离器、增益光纤、合束器，及泵浦源；
所述种子光源用于发射脉冲信号光，所述脉冲信号光经过所述隔离器之后入射至所述增益光纤，其中，所述增益光纤的增益离子掺杂浓度在所述脉冲信号光的传输方向上是呈现逐渐增大趋势的，所述增益光纤的纤芯直径和包层直径为同一尺寸，且所述增益光纤的基质材料相同；
所述泵浦源用于发射泵浦光，所述泵浦光入射至所述合束器；
所述合束器用于将所述泵浦光耦合至所述增益光纤；
所述增益光纤用于吸收所述泵浦光实现粒子数反转，并基于所述粒子数反转对所述脉冲信号光进行放大，放大后的脉冲信号光作为输出信号输出至所述输出端。


2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述单级放大器结构为反向单级放大器结构，所述放大后的脉冲信号光从所述增益光纤输出后输入至所述合束器，且经过所述合束器之后输入至所述输出端。


3.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述增益光纤的增益离子掺杂浓度沿所述脉冲信号光的传输方向的分布方式为线性函数增大，或者为指数型增大，或者为对数型函数增大，或者为阶跃式增大。


4.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述增益光纤为单包层光纤或者双包层光纤。


5.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢登连，朱守糯，丁广雷，
申请(专利权)人：深圳市海创光学有限公司，福建海创光电有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44