本发明专利技术公开了一种高重频超短拉曼脉冲泵浦的1.5μm单频光纤放大器，包括超短脉冲抽运源和1.5μm单频激光种子，超短脉冲抽运源依次连接一级拉曼高反光栅、二级拉曼高反光栅、拉曼光纤、一级拉曼低反光栅、二级拉曼低反光栅，1.5μm单频激光种子依次连接光纤隔离器、滤波光纤波分复用器、Er/Yb共掺光纤，二级拉曼低反光栅和Er/Yb共掺光纤通过抽运光纤波分复用器连接输出光纤端帽。本发明专利技术通过采用高重频拉曼超短脉冲泵浦，提高了泵浦光峰值功率和拉曼转化效率，利用增益光纤对高重频泵浦光低通属性，实现准连续泵浦光性质，不改变放大后单频激光时域性质，构建了一种抑制受激布里渊效应的高效、保真1.5μm单频光纤放大器。保真1.5μm单频光纤放大器。保真1.5μm单频光纤放大器。
【技术实现步骤摘要】
高重频超短拉曼脉冲泵浦的1.5
μ
m单频光纤放大器
[0001]本专利技术涉及1.5μm波段单频光纤放大
，尤其是高功率、高光束质量的单频光纤放大器，应用场景有人眼安全雷达、引力波探测、空间光通信和引力波探测等。
技术介绍
[0002]低噪声单频激光因线宽窄、相干性好等优势而在激光雷达、空间相干通信、原子钟、引力波探测等精密测量领域有着广阔的应用前景，特别是1.5微米的人眼安全波段激光。随着探测距离需求的不断提高，人们不断追求更高功率，且能保持良好光束质量的单频激光。
[0003]单频光纤放大器是实现高功率、良好光束质量单频激光输出的主要方案之一，已经在工程实践中得到了大量的应用。人们采用大模场光纤MOPA系统已经在1.5um实现了56W的高功率激光输出，然而受到受激布里渊效应的影响，所采用的光纤模场直径为25微米，为多模光纤，光束质量较差，不利于远距离应用。研究表明，布里渊阈值限制下的单模光纤所允许的输出功率仅为10W量级。减短光纤长度是抑制布里渊效应的重要方案，2019年上海光机所报道了采用1064nm高功率连续激光二级拉曼到1480nm作为泵浦源，同带泵浦放大获得50W 1.5微米单频激光的工作。由于1480nm同带泵浦量子亏损少，转化效率高，可使用较短的增益光纤长度，从而抑制非线性效应。
[0004]然而连续1064nm激光拉曼转化至1480nm的效率为30％左右，导致最终的插电效率约8％。由于拉曼效应与输入光的峰值功率成正比，超短脉冲峰值功率可以轻易达到10kW级别，且由于Er/Yb共掺光纤对泵浦光的增益响应带宽仅为10kHz，那么采用高重频(>20MHz)的超短脉冲激光，增益光纤不能响应快速的脉冲波动，上能级粒子数保持稳态，仍保持类似连续光泵浦特性，不对单频激光的强度造成影响。通过采用此方法，可将1064nm激光拉曼转化至1480nm的效率提高至50％以上。
技术实现思路
[0005]专利技术目的：本专利技术目的是提供一种高效率的高功率拉曼同带泵浦1.5微米单频光纤放大器，通过采用高重频的超短脉冲，既提高了拉曼转化效率，获取更大功率的1480nm激光，又由于增益光纤对泵浦激光的低通滤波属性，使得脉冲泵浦不影响1.5微米单频激光的时域工作特性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0007]一种高重频超短拉曼脉冲泵浦的1.5μm单频光纤放大器，包括超短脉冲抽运源、一级拉曼高反光栅、二级拉曼高反光栅、拉曼光纤、一级拉曼低反光栅、二级拉曼低反光栅、1.5微米单频激光种子、光纤隔离器、滤波光纤波分复用器、Er/Yb共掺光纤、抽运光纤波分复用器、输出光纤端帽；
[0008]超短脉冲抽运源与一级拉曼高反光栅一端相连，一级拉曼高反光栅另一端与二级拉曼高反光栅一端相连，二级拉曼高反光栅另一端与拉曼光纤一端相连，拉曼光纤另一端
与一级拉曼低反光栅一端相连，一级拉曼低反光栅另一端与二级拉曼低反光栅一端相连，二级拉曼低反光栅另一端与抽运光纤波分复用器的短波长工作端相连，二级拉曼低反光栅另一端作为输出端，输出高重频拉曼超短脉冲激光，用于单频光纤放大器的抽运；
[0009]1.5μm单频激光种子与光纤隔离器输入端相连，光纤隔离器输出端与滤波光纤波分复用器的长波长工作端相连，滤波光纤波分复用器的短波长工作端切斜成8
°
成并且空置，用于滤除剩余泵浦光，滤波光纤波分复用器的公共端与Er/Yb共掺光纤一端相连，Er/Yb共掺光纤另一端与抽运光纤波分复用器的公共端相连，抽运光纤波分复用器的长波长工作端与输出光纤端帽相连，输出单频激光。
[0010]进一步的，所述超短脉冲抽运源为高功率、高重频的1μm波段超短脉冲激光源，中心波长为1030nm～1080nm，功率>10W，重复频率>20MHz，脉宽<800ps，带宽<5nm。
[0011]进一步的，所述一级拉曼高反光栅与一级拉曼低反光栅配对使用，中心波长均处于1200nm～1260nm，带宽均>0.8nm；一级拉曼高反光栅的反射率>95％，一级拉曼低反光栅反射率>90％。
[0012]进一步的，所述二级拉曼高反光栅与二级拉曼低反光栅配对使用，中心波长均处于1450nm～1530nm，带宽均>0.8nm；二级拉曼高反光栅的反射率>95％，二级拉曼低反光栅反射率为10％～80％。
[0013]进一步的，所述拉曼光纤为掺磷元素增强拉曼效应光纤或高非线性光纤。
[0014]进一步的，所述1.5微米单频激光种子功率>1W，中心波长1530nm～1570nm。
[0015]有益效果：本专利技术通过采用高重频拉曼超短脉冲泵浦方案，提高了泵浦光峰值功率和拉曼转化效率，并利用增益光纤对高重频泵浦光的低通属性，实现放大器的准连续泵浦光性质，不改变放大后单频激光的时域性质，从而构建了一种抑制受激布里渊效应的高效、保真1.5μm单频光纤放大器。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的结构示意图。
[0017]图中：1、超短脉冲抽运源；2、一级拉曼高反光栅；3、二级拉曼高反光栅；4、拉曼光纤；5、一级拉曼低反光栅；6、二级拉曼低反光栅；7、1.5微米单频激光种子；8、光纤隔离器；9、滤波光纤波分复用器；10、Er/Yb共掺光纤；11、抽运光纤波分复用器；12、输出光纤端帽。
具体实施方式：
[0018]下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。
[0019]如图1所示，本专利技术的一种高重频超短拉曼脉冲泵浦的1.5μm单频光纤放大器，包括超短脉冲抽运源1、一级拉曼高反光栅2、二级拉曼高反光栅3、拉曼光纤4、一级拉曼低反光栅5、二级拉曼低反光栅6、1.5微米单频激光种子7、光纤隔离器8、滤波光纤波分复用器9、Er/Yb共掺光纤10、抽运光纤波分复用器11、输出光纤端帽12。超短脉冲抽运源1与一级拉曼高反光栅2一端相连，一级拉曼高反光栅2另一端与二级拉曼高反光栅3一端相连，二级拉曼高反光栅3另一端与拉曼光纤4一端相连，拉曼光纤4另一端与一级拉曼低反光栅5一端相连，一级拉曼低反光栅5另一端与二级拉曼低反光栅6一端相连，二级拉曼低反光栅6另一端与抽运光纤波分复用器11短波长工作端口相连，二级拉曼低反光栅6另一端作为输出端，输
出高重频拉曼超短脉冲激光，用于单频光纤放大器的抽运。1.5μm单频激光种子7与光纤隔离器8输入端相连，光纤隔离器8输出端与滤波光纤波分复用器9的长波长工作端相连，滤波光纤波分复用器9的短波长工作端切斜成8
°
并且空置，用于滤除剩余泵浦光，滤波光纤波分复用器9的公共端与Er/Yb共掺光纤10一端相连，Er/Yb共掺光纤10另一端与抽运光纤波分复用器11的公共端相连，抽运光纤波分复用器11的长波长工作端与输出光纤端帽12相连，输出单频激光。
[002本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高重频超短拉曼脉冲泵浦的1.5μm单频光纤放大器，其特征在于：包括超短脉冲抽运源(1)、一级拉曼高反光栅(2)、二级拉曼高反光栅(3)、拉曼光纤(4)、一级拉曼低反光栅(5)、二级拉曼低反光栅(6)、1.5微米单频激光种子(7)、光纤隔离器(8)、滤波光纤波分复用器(9)、Er/Yb共掺光纤(10)、抽运光纤波分复用器(11)、输出光纤端帽(12)；超短脉冲抽运源(1)与一级拉曼高反光栅(2)一端相连，一级拉曼高反光栅(2)另一端与二级拉曼高反光栅(3)一端相连，二级拉曼高反光栅(3)另一端与拉曼光纤(4)一端相连，拉曼光纤(4)另一端与一级拉曼低反光栅(5)一端相连，一级拉曼低反光栅(5)另一端与二级拉曼低反光栅(6)一端相连，二级拉曼低反光栅(6)另一端与抽运光纤波分复用器(11)的短波长工作端相连，二级拉曼低反光栅(6)另一端作为输出端，输出高重频拉曼超短脉冲激光，用于单频光纤放大器的抽运；1.5μm单频激光种子(7)与光纤隔离器(8)输入端相连，光纤隔离器(8)输出端与滤波光纤波分复用器(9)的长波长工作端相连，滤波光纤波分复用器(9)的短波长工作端切斜成8
°
成并且空置，用于滤除剩余泵浦光，滤波光纤波分复用器(9)的公共端与Er/Yb共掺光纤(10)一端相连，Er/Yb共掺光纤(10)另一端与抽运光纤波分复用器(11)的公共端相连，抽运光纤波分复用器(11)的长波长工作端与输出光纤端帽(12)相连，输出单频激光。2.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：路桥，丁中华，钱勇，杨润兰，
申请(专利权)人：南京先进激光技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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