【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及到光纤激光器，尤其是一种基于非线性调控实现高阶拉曼抑制的方法，适用于拉曼光纤放大器。
技术介绍
1、拉曼光纤激光器基于光纤中的受激拉曼散射效应产生激光，得益于较宽的拉曼增益带宽，通过采用合适波长的泵浦光进行抽运，该类型激光器能够实现光纤内传播所允许的任意波长的激光输出，是唯一一种能够同时实现高功率输出和波长可灵活拓展的激光器。在光纤通信和传感、光谱探测和军工国防等领域有着重要的应用。然而，拉曼光纤激光器功率提升过程中高阶拉曼光的产生与快速增长一方面降低了激光器的效率，另一方面，由高阶拉曼产生的后向光对系统的安全性造成严重危害，使得拉曼光纤激光器的输出功率难以实现进一步提升。目前，在拉曼光纤放大器中实现高阶拉曼抑制的方式主要有两种。一种是减短拉曼光纤长度，提高高阶拉曼阈值，该方法虽然一定程度上能够抑制高阶拉曼的产生，然而会降低激光器信号光的转换效率。另一种是优化拉曼光纤的纤芯包层面积比，该类方法虽然能够有效抑制高阶拉曼光，然而仅适用于采用包层泵浦的拉曼光纤激光器结构中，不具有普适性。因此，亟待一种能够实现高阶拉曼抑制的技术方案。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提出一种基于非线性调控实现高阶拉曼抑制的方法，能够有效抑制高阶拉曼光，进而提高拉曼光纤放大器输出功率。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种拉曼光纤放大器高阶拉曼抑制方法，在拉曼光纤放大器中增设调制种子光；在拉曼光纤放大器中，调制种子光波
4、调制种子光、种子光和泵浦光注入增益光纤中，经过非线性四波混频作用后产生新频率的光分量，随着信号光功率的增加，高阶拉曼光会与新频率的光分量进行再一次新的非线性四波混频作用，部分光功率向新频率的光分量传递，从而抑制高阶拉曼光功率的增长。
5、进一步地，提出一具体的优选方案，在拉曼光纤放大器中，种子光中心波长为1130nm，调制种子光中心波长为1120nm，调制种子光、种子光和泵浦光注入增益光纤中，经过非线性四波混频作用后产生新频率的光分量，新频率的光分量的波长分别为1109nm、1145nm、1161nm和1175nm，随着1130nm信号光功率的增加，中心波长位于1185nm处的高阶拉曼光会与波长为1161nm和1175nm的光分量之间进行新的非线性四波混频作用，部分光功率向新频率的光分量传递，从而抑制中心波长位于1185nm处的高阶拉曼光功率的增长。
6、另一方面，本专利技术提供一种拉曼光纤放大器，包括种子源、调制种子源、泵浦源、合束器、增益光纤和输出端帽，所述增益光纤为无源拉曼光纤，所述调制种子源输出的调制种子光波长与所述种子源输出的种子光波长之间的差值在10nm以内，所述种子源输出的种子光、调制种子源输出的调制种子光以及泵浦源输出的泵浦光经合束器注入到增益光纤中。
7、进一步地，所述泵浦源的波长的类型不限，可以为半导体激光器、光纤激光器或固体激光器。所述泵浦源输出光波长不限，可以为1060nm、1070nm或1080nm。
8、进一步地的，所述拉曼光纤放大器中，所述种子光中心波长位于泵浦光中心波长对应的拉曼增益谱内。
9、进一步地，所述增益光纤的折射率分布形式不限，所述增益光纤为阶跃折射率分布光纤、渐变折射率分布光纤或w型折射率分布光纤。
10、本专利技术能够有效抑制高阶拉曼光，进而提高拉曼光纤放大器输出功率。经实验论证，相对于无调制种子源的拉曼光纤放大器，在相同高阶拉曼抑制比下(-40db)，通过增设调制种子源后拉曼光纤放大器的输出功率能提升60％以上，这是目前现有技术中其他高阶拉曼抑制方案所难以实现的巨大提升。
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1.拉曼光纤放大器高阶拉曼抑制方法，其特征在于，在拉曼光纤放大器中增设调制种子光；在拉曼光纤放大器中，调制种子光波长与种子光波长之间的差值在10nm以内，以使四波混频产生的部分新频率光波长位于信号光对应的高阶拉曼光波长前后10nm区间内均能产生的部分新频率的光分量波长位于信号光对应的高阶拉曼光波长前后10nm区间内；
2.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器高阶拉曼抑制方法，其特征在于，在拉曼光纤放大器中，种子光中心波长为1130nm，调制种子光中心波长为1120nm，调制种子光、种子光和泵浦光注入增益光纤中，经过非线性四波混频作用后产生新频率的光分量，新频率的光分量的波长分别为1109nm、1145nm、1161nm和1175nm，随着1130nm信号光功率的增加，中心波长位于1185nm处的高阶拉曼光会与波长为1161nm和1175nm的光分量之间进行新的非线性四波混频作用，部分光功率向新频率的光分量传递，从而抑制中心波长位于1185nm处的高阶拉曼光功率的增长。
3.根据权利要求1或2所述的拉曼光纤放大器高阶拉曼抑制方法，其特征在于，所述泵浦光中心波长
4.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器高阶拉曼抑制方法，其特征在于，所述种子光中心波长位于泵浦光中心波长对应的拉曼增益谱内。
5.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器高阶拉曼抑制方法，其特征在于，所述增益光纤为阶跃折射率分布光纤、渐变折射率分布光纤或W型折射率分布光纤。
6.拉曼光纤放大器，其特征在于，包括种子源、调制种子源、泵浦源、合束器、增益光纤和输出端帽，所述增益光纤为无源拉曼光纤，所述调制种子源输出的调制种子光波长与所述种子源输出的种子光波长之间的差值在10nm以内，所述种子源输出的种子光、调制种子源输出的调制种子光以及泵浦源输出的泵浦光经合束器注入到增益光纤中。
7.根据权利要求6所述的拉曼光纤放大器，其特征在于，所述种子光中心波长为1130nm，调制种子光中心波长为1120nm，调制种子光、种子光和泵浦光注入增益光纤中，经过非线性四波混频作用后产生新频率的光分量，新频率的光分量的波长分别为1109nm、1145nm、1161nm和1175nm，随着1130nm信号光功率的增加，中心波长位于1185nm处的高阶拉曼光会与波长为1161nm和1175nm的光分量之间进行新的非线性四波混频作用，部分光功率向新频率的光分量传递，从而抑制中心波长位于1185nm处的高阶拉曼光功率的增长。
8.根据权利要求7所述的拉曼光纤放大器，其特征在于，所述泵浦源为半导体激光器、光纤激光器或固体激光器。
9.根据权利要求8所述的拉曼光纤放大器，其特征在于，所述泵浦源输出的泵浦光波长为1060nm、1070nm或1080nm。
10.根据权利要求7所述的拉曼光纤放大器，其特征在于，所述增益光纤为阶跃折射率分布光纤、渐变折射率分布光纤或W型折射率分布光纤。
...【技术特征摘要】
1.拉曼光纤放大器高阶拉曼抑制方法，其特征在于，在拉曼光纤放大器中增设调制种子光；在拉曼光纤放大器中，调制种子光波长与种子光波长之间的差值在10nm以内，以使四波混频产生的部分新频率光波长位于信号光对应的高阶拉曼光波长前后10nm区间内均能产生的部分新频率的光分量波长位于信号光对应的高阶拉曼光波长前后10nm区间内；
2.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器高阶拉曼抑制方法，其特征在于，在拉曼光纤放大器中，种子光中心波长为1130nm，调制种子光中心波长为1120nm，调制种子光、种子光和泵浦光注入增益光纤中，经过非线性四波混频作用后产生新频率的光分量，新频率的光分量的波长分别为1109nm、1145nm、1161nm和1175nm，随着1130nm信号光功率的增加，中心波长位于1185nm处的高阶拉曼光会与波长为1161nm和1175nm的光分量之间进行新的非线性四波混频作用，部分光功率向新频率的光分量传递，从而抑制中心波长位于1185nm处的高阶拉曼光功率的增长。
3.根据权利要求1或2所述的拉曼光纤放大器高阶拉曼抑制方法，其特征在于，所述泵浦光中心波长为1060nm、1070nm或1080nm。
4.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器高阶拉曼抑制方法，其特征在于，所述种子光中心波长位于泵浦光中心波长对应的拉曼增益谱内。
5.根据权利要求1所述的拉曼光纤放大器高阶拉曼抑制方法，其特征在于，所述增益光纤为阶跃折射率分布光纤、渐...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚天甫，范晨晨，郝修路，李阳，张扬，马小雅，肖虎，冷进勇，叶俊，柯延钊，吴坚，许将明，周朴，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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