本发明专利技术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，所述种子源光谱展宽方法包括：种子源输出窄线宽连续保偏激光信号至保偏相位调制器；通过驱动单元生成调P序列，并将生成的调P序列经功放单元功率放大后输出至所述保偏相位调制器；所述保偏相位调制器通过所述调P序列对所述窄线宽连续保偏激光信号进行展宽并通过所述保偏相位调制器得到展宽后的窄线宽连续保偏激光信号；根据所述展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的光谱形状调节所述调P序列的功率与反转概率P值的大小，以对光谱的带宽以及频率分量进行调节。本发明专利技术实现了展宽光谱的矩形化与平坦化，提升了带内平坦度，从而能够抑制自脉冲现象，提高了激光器的安全性。器的安全性。器的安全性。
【技术实现步骤摘要】
种子源光谱展宽方法、装置及高功率连续光纤激光系统
[0001]本专利技术涉及激光
，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。
技术介绍
[0002]高功率单频光纤激光器在遥感、医学、非线性变频、引力波探测和相干光束合成等领域有着广泛的应用。波长在1μm左右的掺镱光纤放大器(YDFA)是高功率和高亮度的可靠激光源，是工业界和学术界关注的焦点。高功率单模光纤激光器会受到诸如受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)等非线性效应的不利影响，而其中受激布里渊散射是限制窄线宽单模光纤激光器功率提升的所有非线性因素中阈值最低的。掺镱光纤放大器(YDFA)的功率放大过程中产生反向传播的斯托克斯光，导致时域上的信号不稳定，从而产生向后传播的高峰值功率脉冲，对系统造成灾难级损坏，必须加以抑制。
[0003]近年来，通过各种技术，例如在光纤上施加应变或施加温度梯度、使用非均匀光纤、通过增益竞争以及通过相位调制展宽光源来抑制SBS效应。随着紧凑型、低压、光纤耦合铌酸锂相位调制器的发展，通过外相位调制器来展宽种子源线宽已成为工业上抑制高功率光纤激光器SBS效应的首选方法。特别地，通过伪随机二进制序列(PRBS)、白噪声源(WNS)进行相位调制来展宽种子激光器的光谱已经成为用于获得高功率窄线宽光纤激光器的流行线宽展宽方案。
[0004]然而，因自脉冲来源于随机信号的局部频域劣化导致的时域脉冲，与SBS效应有关，自脉冲会导致反向回光功率突增，若回光过高则会威胁激光器的安全。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
[0006]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术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，以解决自脉冲效应导致反向回光功率突增对激光器的安全造成威胁的问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种种子源光谱展宽方法，其包括：
[0009]种子源输出窄线宽连续保偏激光信号至保偏相位调制器；
[0010]通过驱动单元生成调P序列，并将生成的调P序列经功放单元功率放大后输出至所述保偏相位调制器；
[0011]所述保偏相位调制器通过所述调P序列对所述窄线宽连续保偏激光信号进行展宽并通过所述保偏相位调制器得到展宽后的窄线宽连续保偏激光信号；
[0012]根据所述展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的光谱形状调节所述调P序列的功率与反转概率P值的大小，以对光谱的带宽以及频率分量进行调节。
[0013]本专利技术的进一步设置，所述通过驱动单元生成调P序列的步骤具体包括：
[0014]根据所需窄线宽连续激光的展宽带宽确定信号比特率并根据所述信号比特率得到信号周期；
[0015]根据所述信号比特率、所述信号周期以及所述保偏相位调制器输出的光谱形状确定反转概率P；
[0016]根据所述反转概率P生成符合反转概率的二值序列，以得到调P序列。
[0017]本专利技术的进一步设置，所述确定信号比特率并根据所述信号比特率得到信号周期的步骤之前还包括：
[0018]预先设置反转概率P；其中，所述反转概率P指的是相邻比特的信号从1变成0或者从0变成1的概率。
[0019]本专利技术的进一步设置，所述根据所述反转概率P生成符合反转概率的二值序列，以得到调P序列的步骤具体包括：
[0020]随机设置一个初始比特为0或1，并生成一组0到1之间的均匀分布的随机数；
[0021]以所述随机数作为反转指令信号对相邻比特进行反转处理，以得到调P序列。
[0022]本专利技术的进一步设置，所述反转概率P为电平发生反转的阈值；若所述随机数大于电平发生反转的阈值，则下一比特的电平与当前比特的电平存在反转；若所述随机数小于所述翻转概率P，则下一比特的电平与当前比特的电平相同。
[0023]本专利技术的进一步设置，所述反转指令信号为伪随机二进制序列。
[0024]本专利技术的进一步设置，所述根据所述展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的光谱形状调节所述调P序列的功率与反转概率P值的大小，以对光谱的带宽以及频率分量进行调节的步骤具体包括：
[0025]当所述保偏相位调制器输出的光谱的高频分量不足时，提升所述调P序列的反转概率P的值；当所述保偏相位调制器输出的光谱的低频分量不足时，降低所述调P序列的反转概率P的值；
[0026]当所述保偏相位调制器输出的光谱的带宽不足时，增加所述调P序列的输出功率或信号速率。
[0027]基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供了一种如上述所述的种子源光谱展宽方法的种子源光谱展宽装置，其包括：种子源、保偏相位调制器、驱动单元以及功放单元；其中，
[0028]所述种子源用于输出窄线宽连续保偏激光信号；
[0029]所述驱动单元与所述功放单元连接，用于生成调P序列；
[0030]所述功放单元连接在所述保偏相位调制器与所述驱动单元之间，用于对所述驱动单元输出的调P序列进行功率放大后输出至所述保偏相位调制器；
[0031]所述保偏相位调制器的光输入端与所述种子源连接，用于接收所述种子源输出的窄线宽连续保偏激光信号进行展宽并通过所述保偏相位调制器得到展宽后的所述窄线宽连续保偏激光信号；
[0032]其中，根据所述展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的光谱形状调节所述调P序列的功率与反转概率P值的大小，以对光谱的带宽以及频率分量进行调节。
[0033]基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供了一种高功率连续光纤激光系统其包括：光隔离器、功率预放大器、光环形器、功率主放大器以及如上述所述的种子源光谱展宽装置；其中，
[0034]所述光隔离器的输入端与所述保偏相位调制器的输出端连接，所述光隔离器的输出端与所述功率预放大器的输入端连接，用于防止反向光损坏激光器件；
[0035]所述功率预放大器的输出端与所述光环形器的第1脚连接，用于对所述保偏相位调制器输出的展宽后的窄线宽连续保偏激光信号进行功率预放大处理；
[0036]所述功率主放大器与所述光环形器的第2脚连接，用于对所述保偏相位调制器输出的展宽后的窄线宽连续保偏激光信号进行功率主放大处理；
[0037]所述光环形器连接在所述功率预放大器与所述功率主放大器之间，用于测量所述保偏相位调制器输出的展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的反向回光功率。
[0038]本专利技术所提供的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，所述种子源光谱展宽方法包括：种子源输出窄线宽连续保偏激光信号至保偏相位调制器；通过驱动单元生成调P序列，并将生成的调P序列经功放单元功率放大后输出至所述保偏相位调制器；所述保偏相位调制器通过所述调P序列对所述窄线宽连续保偏激光信号进行展宽并通过所述保偏相位调制器得到展宽后的窄线宽连续保偏激光信号；根据所述展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的光谱形状调节所述调P序列的功率与反转概率P值的大小，以对光谱的带宽以及频率分量进行调节。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种种子源光谱展宽方法，其特征在于，包括：种子源输出窄线宽连续保偏激光信号至保偏相位调制器；通过驱动单元生成调P序列，并将生成的调P序列经功放单元功率放大后输出至所述保偏相位调制器；所述保偏相位调制器通过所述调P序列对所述窄线宽连续保偏激光信号进行展宽并通过所述保偏相位调制器得到展宽后的窄线宽连续保偏激光信号；根据所述展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的光谱形状调节所述调P序列的功率与反转概率P值的大小，以对光谱的带宽以及频率分量进行调节。2.根据权利要求1所述的一种种子源光谱展宽方法，其特征在于，所述通过驱动单元生成调P序列的步骤具体包括：根据所需窄线宽连续保偏激光信号的带宽确定信号比特率并根据所述信号比特率得到信号周期；根据所述信号比特率、所述信号周期以及所述保偏相位调制器输出的光谱形状确定反转概率P；根据所述反转概率P生成符合反转概率的二值序列，以得到调P序列。3.根据权利要求2所述的一种种子源光谱展宽方法，其特征在于，所述确定信号比特率并根据所述信号比特率得到信号周期的步骤之前还包括：预先设置反转概率P；其中，所述反转概率P指的是相邻比特的信号从1变成0或者从0变成1的概率。4.根据权利要求2所述的一种种子源光谱展宽方法，其特征在于，所述根据所述反转概率P生成符合反转概率的二值序列，以得到调P序列的步骤具体包括：随机设置一个初始比特为0或1，并生成一组0到1之间的均匀分布的随机数；以所述随机数作为反转指令信号对相邻比特进行反转处理，以得到调P序列。5.根据权利要求4所述的一种种子源光谱展宽方法，其特征在于，所述反转概率P为电平发生反转的阈值；若所述随机数大于电平发生反转的阈值，则下一比特的电平与当前比特的电平存在反转；若所述随机数小于所述翻转概率P，则下一比特的电平与当前比特的电平相同。6.根据权利要求4所述的一种种子源光谱展宽方法，其特征在于，所述反转指令信号为伪随机二进制序列。7.根据权利要求1所述的一种种子源光谱展宽方法，其特征在于，所述根据所述展宽后的窄线宽连续保偏激光信号的光谱形状调节所...
【专利技术属性】
技术研发人员：义理林，石梦悦，李洁，吴章立，慕桓，
申请(专利权)人：杭州爱鸥光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。