本發(fā)明涉及的是激光器應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是一種基于摻鐿光纖的1030nm激光放大器。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，公知的技術(shù)是高功率的1030nm激光在激光醫(yī)學(xué)、激光雷達、固體激光種子源等諸多領(lǐng)域具有迫切的應(yīng)用需求?；趽借O光纖的激光放大器是產(chǎn)生1030nm激光的有效途徑之一。

基于摻鐿光纖的激光放大原理，由于摻鐿光纖吸收和發(fā)射截面參數(shù)與波長相關(guān)，相較于摻鐿光纖的普遍應(yīng)用波段（如1060-1080nm），要實現(xiàn)1030nm激光高功率和高效率輸出存在較大難度。在激光功率較高時，ASE在光纖內(nèi)傳播過程中不斷放大，導(dǎo)致ASE功率顯著增加，大幅降低放大器的效率和穩(wěn)定性。因此ASE將是1030nm激光放大器設(shè)計參數(shù)中的一個重要考慮因素。為了解決1030nm光纖激光放大器效率低和穩(wěn)定性差的問題，提出了一種基于摻鐿光纖的高效率1030nm激光放大器技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種基于摻鐿光纖的1030nm激光放大器，該方案采用1030nm單模光纖振蕩器作為種子源，通過一級放大結(jié)構(gòu)實現(xiàn)1030nm高效率輸出。通過優(yōu)化設(shè)計振蕩器和放大器的參數(shù)以及加入濾波系統(tǒng)等方法，彌補在摻鐿光纖中短波長激光放大過程ASE嚴重、信噪比低和可靠性較差等不足，實現(xiàn)1030nm高效率、高信噪比和高可靠性輸出。

本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的：

一種基于摻鐿光纖的1030nm激光放大器，包括有作為1030nm種子源的振蕩器、濾波系統(tǒng)以及放大器，振蕩器發(fā)出的激光束通過濾波系統(tǒng)后進入放大器進行功率放大；激光束束縛在光纖中傳輸；放大器中所有的光纖器件均通過熔接的方式進行連接。

作為本方案的優(yōu)選：振蕩器內(nèi)設(shè)置有振蕩器泵浦源、1030nm高反光纖光柵，摻鐿單模光纖，1030nm低反光纖光柵和振蕩器CPS；泵浦源發(fā)出的激光束依次經(jīng)過1030nm高反光纖光柵，摻鐿單模光纖，1030nm低反光纖光柵和CPS后輸出至濾波系統(tǒng)。

作為本方案的優(yōu)選：濾波系統(tǒng)包括有1030nm窄帶濾波器和1030nm隔離器；輸入濾波系統(tǒng)的激光束依次經(jīng)過1030nm窄帶濾波器和1030nm隔離器后輸出至放大器。

作為本方案的優(yōu)選：1030nm窄帶濾波器和1030nm隔離器均帶有回光導(dǎo)出臂。

作為本方案的優(yōu)選：放大器包括有MFA，放大器泵浦源，耦合器，摻鐿多模光纖，放大器CPS和輸出準(zhǔn)直單元；輸入放大器的激光束一次通過MFA，耦合器后，進入摻鐿多模光纖進行放大，放大后的激光束進入放大器CPS進行包層光濾除，最后激光束通過輸出準(zhǔn)直單元傳輸至自由空間。

作為本方案的優(yōu)選：放大器泵浦源為耦合器提供泵浦。

本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，由于在該方案中振蕩器作為1030nm放大器的種子源，通過對摻鐿單模光纖長度、1030nm高反光纖光柵的反射率和1030nm低反光纖光柵的反射率的設(shè)計，可有效提高種子源的信噪比；通過加入濾波系統(tǒng)，可進一步種子光的信噪比以及提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；通過對放大器中摻鐿多模光纖的長度和芯徑的設(shè)計，可有效抑制放大過程產(chǎn)生的ASE。通過以上合理的設(shè)計可實現(xiàn)1030nm高效率、高信噪比和高可靠性輸出。

由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有實質(zhì)性特點和進步，其實施的有益效果也是顯而易見的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明光路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為振蕩器，2為振蕩器泵浦源，3為1030nm高反光纖光柵，4為摻鐿單模光纖，5為1030nm低反光纖光柵，6為振蕩器CPS，7為濾波系統(tǒng)，8為1030nm窄帶濾波器，9為1030nm隔離器，10為放大器，11為MFA，12為放大器泵浦源，13為耦合器，14為摻鐿多模光纖，15為放大器CPS，16為輸出準(zhǔn)直單元。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

通過附圖可以看出，本發(fā)明提供的基于摻鐿光纖的高效率1030nm激光放大器包括：振蕩器1，振蕩器泵浦源2，1030nm高反光纖光柵3，摻鐿單模光纖4，1030nm低反光纖光柵5，振蕩器CPS6，濾波系統(tǒng)7，1030nm窄帶濾波器8，1030nm隔離器9，放大器10，MFA11，放大器泵浦源12，耦合器13，摻鐿多模光纖14，放大器CPS15，輸出準(zhǔn)直單元16。振蕩器1由振蕩器泵浦源2，1030nm高反光纖光柵3，摻鐿單模光纖4，1030nm低反光纖光柵5和振蕩器CPS6組成，摻鐿單模光纖4的長度、1030nm高反光纖光柵3反射率以及1030nm低反光纖光柵5反射率都經(jīng)過嚴格設(shè)定，使得振蕩器1的輸出光譜中的ASE得到有效抑制。濾波系統(tǒng)7由1030nm窄帶濾波器8和1030nm隔離器9組成，可有效提高激光器的信噪比和可靠性。放大器10由MFA11，放大器泵浦源12，耦合器13，摻鐿多模光纖14，放大器CPS15，輸出準(zhǔn)直單元16組成，摻鐿多模光纖14的長度和芯徑都經(jīng)過嚴格設(shè)定，使得放大器10在高效輸出的同時有效抑制輸出光譜中的ASE。

本發(fā)明的具體實施例：

具體實施方式一：

振蕩器1中的振蕩器泵浦源2采用中心波長976nm的尾纖DL（Diode Laser，二極管激光器）。1030nm高反光纖光柵3對泵浦光高透射率，對1030nm激光高反射率。摻鐿單模光纖4采用雙包層的單模摻鐿光纖。1030nm低反光纖光柵5對泵浦光高透射率，對1030nm激光低反射率。振蕩器CPS6可對殘余的泵浦光進行泄露，泵浦光濾除比一般應(yīng)大于15dB。

濾波系統(tǒng)7中的1030nm窄帶濾波器8用于濾除振蕩器1產(chǎn)生的ASE，提高放大后激光輸出的信噪比，窄帶濾波器8的帶寬應(yīng)小于8nm；1030nm隔離器9用于隔離放大器10的回光，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

放大器10中的MFA11用于將單模光纖和多模光纖進行模式匹配，減小系統(tǒng)的模式畸變。放大器泵浦源12采用中心波長976nm的尾纖DL。耦合器13用于將1030nm的激光和976nm的泵浦光耦合入摻鐿多模光纖14，其信號光纖和泵浦光纖的尺寸分別與摻鐿多模光纖14與放大器泵浦源12的光纖匹配。摻鐿多模光纖14采用雙包層的摻鐿多模光纖，放大器CPS15可對殘余的泵浦光進行泄露，泵浦光濾除比一般應(yīng)大于15dB。輸出準(zhǔn)直單元16用于將1030nm激光準(zhǔn)直傳輸至自由空間。

通過設(shè)計摻鐿單模光纖4的長度、1030nm高反光纖光柵3反射率、1030nm低反光纖光柵5的反射率和摻鐿多模光纖14的長度和芯徑，基于摻鐿光纖可以實現(xiàn)高效率1030nm激光放大輸出。

具體實施方式二：

結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與實施方式一所述的區(qū)別在于，1030nm高反光纖光柵3和1030nm低反光纖光柵5均采用窄線寬光纖光柵（帶寬小于0.5nm）。在保證激光輸出效率的情況下，通過設(shè)計摻鐿單模光纖4的長度和摻鐿多模光纖14的長度和芯徑可有效抑制放大器中的光譜展寬，此種情況下，1030nm激光可以實現(xiàn)窄線寬輸出。

具體實施方式三：

結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與實施方式一所述的區(qū)別在于， 1030nm高反光纖光柵3，摻鐿單模光纖4，1030nm低反光纖光柵5，振蕩器CPS6，1030nm窄帶濾波器8，1030nm隔離器9，MFA11，放大器泵浦源12，耦合器13，摻鐿多模光纖14，放大器CPS15和輸出準(zhǔn)直單元16中的信號光纖均采用保偏光纖，此種情況下，1030nm激光可以實現(xiàn)線偏振輸出。

具體實施方式四：

結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與實施方式一所述的區(qū)別在于，1030nm高反光纖光柵3和1030nm低反光纖光柵5均采用窄線寬光纖光柵（帶寬小于0.5nm）。通過設(shè)計摻鐿單模光纖4的長度和摻鐿多模光纖14的長度和芯徑可有效抑制放大器中的光譜展寬。1030nm高反光纖光柵3，摻鐿單模光纖4，1030nm低反光纖光柵5，振蕩器CPS6，1030nm窄帶濾波器8，1030nm隔離器9，MFA11，放大器泵浦源12，耦合器13，摻鐿多模光纖14，放大器CPS15和輸出準(zhǔn)直單元16中的信號光纖均采用保偏光纖，此種情況下，1030nm激光可以同時實現(xiàn)線偏振和窄線寬輸出。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實施方式。本發(fā)明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。