光譜合成裝置:主要用于把各路經(jīng)過功率放大器放大的隨機光纖激光合為一束激光，合成方式可以為任一現(xiàn)有的合成方式，優(yōu)選的光譜合成裝置為光柵合束光譜合成裝置或雙色鏡合束光譜合成裝置。此時光譜合成效率較高。
[0038]優(yōu)選的，隨機激光種子源包括依序光連接的栗浦源、后向光隔離裝置和被動光纖，栗浦源用于產生激光，被動光纖用于提供拉曼增益和隨機瑞利反饋。采用該結構的隨機激光種子源能產生滿足所需要求的隨機光纖激光。栗浦源產生的激光經(jīng)過隨機激光器腔后，產生隨機光纖激光。
[0039]優(yōu)選的，后向光隔離裝置為光纖布拉格光柵或波分復用器。通過設置后向光隔離裝置具有波長選擇、降低激光器閾值、使激光從一個端口輸出的作用。
[0040]優(yōu)選的，后向光隔離裝置為波分復用器時，波分復用器上含有與之光連接的信號臂，信號臂用于導出部分隨機光纖激光以監(jiān)測基于隨機光纖激光的光譜合成裝置穩(wěn)定性。
[0041]優(yōu)選的，功率放大裝置與隨機激光種子源之間還設置有用于使隨機光纖激光單向傳輸?shù)膫鬏斞b置。傳輸裝置具有使光單向傳輸?shù)淖饔茫瑥亩鴮崿F(xiàn)對隨機激光種子源的保護，防止后續(xù)光路廣生后向點反饋。影響激光束功率的提尚。
[0042]更優(yōu)選的，傳輸裝置為光隔離器和/或光環(huán)形器。傳輸裝置為二者時，可以為二者依序光連接。此時對回光的隔離效果會更好。
[0043]優(yōu)選的，傳輸裝置的光隔離強度大于30dB。此時能較好的保證回光隔離，防止寄生的點反饋對隨機激光種子源的影響。
[0044]優(yōu)選的，還包括濾波器，隨機光纖激光經(jīng)過濾波器后進入功率放大裝置，濾波器的透過率大于99%?？蛇^濾的可忽略不計此處用表示。通過設置濾波器將隨機光纖激光的線寬變窄，由原先的光譜全高半寬為l_3nm變窄至0.2nm，而不會發(fā)生光譜展寬。此處的濾波器的連接方式可以為能使光從隨機激光種子源進入功率放大裝置即可。濾波器可以為窄帶光纖光柵或吸收型濾波片。濾波器可以為反射型或透過型。
[0045]優(yōu)選的，傳輸裝置為包括至少3個光傳輸端的光環(huán)形器，隨機激光種子源的出射端與光環(huán)形器的第一光傳輸端光連接，光環(huán)形器的第二光傳輸端與濾波器光連接，光環(huán)形器的第三光傳輸端與功率放大裝置光連接。濾波器可以是窄帶反射鏡，也可以是窄帶光纖布拉格光柵。采用該結構，能更好的實現(xiàn)對隨機光纖激光線寬的控制。此處的光環(huán)形器可以為η個。此時所用濾波器為反射型，從而實現(xiàn)對光的反射。
[0046]更優(yōu)選的，濾波器為反射型。從而使得濾波器能適用于更廣范圍的傳輸裝置。
[0047]參見圖1?2，栗浦源1產生的激光注入到由高反光纖布拉格光柵2和被動光纖3組成的隨機激光器腔內，產生典型光譜寬度為l_3nm的隨機激光，激光產生后經(jīng)過隔離度為40dB的光隔離器4后，進入功率放大裝置5。
[0048]參見圖6，若要求更窄的隨機激光種子光譜，在光隔離器4后接入濾波器8，其中濾波器8可以是窄帶慮光片，也可以是窄帶光纖布拉格光柵。放大后的隨機激光光譜能較好地保持種子的特性。放大后的多路相同的激光(101、102、……η)在光譜合成裝置9中進行光譜合成。
[0049]參見圖3，栗浦源1產生的激光注入到由高反光纖布拉格光柵2和被動光纖3組成的隨機激光器腔內，產生傳輸?shù)湫凸庾V寬度為l_3nm的隨機光纖激光，該激光產生后經(jīng)過隔離度至少40dB的光環(huán)形器7進入功率放大裝置5?？梢酝ㄟ^加入光環(huán)形器的方式增加隔離效果。若要求更窄的隨機激光種子光譜，可以采用圖7的方式，在光環(huán)形器7后接入濾波器8，此時濾波器為反射型。放大后的隨機激光光譜能較好地保持種子激光的特性。光環(huán)形器7上還具有另一個輸出端71，可根據(jù)需要進行使用。將濾波器8與光環(huán)形器7的另一個輸出端71相連。放大后，多路相同的激光(101、102、……η)在光譜合成裝置9中進行光譜合成，合成方式不限。
[0050]參見圖4，栗浦源1產生的激光注入到由波分復用器6和被動光纖3組成的隨機激光器腔內，在前后兩個方向都能產生典型光譜寬度為l_3nm的隨機激光。部分隨機光纖激光通過信號臂61導出，用于監(jiān)測整個裝置的穩(wěn)定性。激光產生后，前向傳輸光經(jīng)過隔離度至少40dB的光隔離器4進入功率放大裝置5。可以通過級聯(lián)串接的方式增加隔離效果。若要求更窄的隨機激光種子光譜，可以采用附圖6的方式，在光隔離器4后接入濾波器8，其中濾波器8可以是窄帶慮光片，也可以是窄帶光纖布拉格光柵。放大后的多路相同的激光(101,102,……10N)在光譜合成裝置9中進行光譜合成。參見圖5，圖4實施例中的光隔離器4也可以替換為光環(huán)形器7。光環(huán)形器7能使光單向傳輸，同時還具有多個光出口，在另一支路出口上還可以設置另一個輸出端71。
[0051]參見圖1、6、7，源1產生的激光注入到由波分復用器6和被動光纖3組成的隨機激光器腔內，在前后兩個方向上產生典型光譜寬度為l_3nm的隨機激光。激光產生后，前向傳輸光經(jīng)過隔離度至少30dB的光環(huán)形器7后進入功率放大裝置5。
[0052]若要求更窄的隨機激光種子光譜，可以采用附圖7的方式，在光環(huán)形器7后接入濾波器8，其中濾波器8可以是窄帶反射鏡，也可以是窄帶光纖布拉格光柵。放大后的隨機激光光譜能較好地保持種子的特性。放大后的多路相同的激光(101、102、……10N)在光譜合成裝置9中進行光譜合成，合成方式不限。
[0053]對本發(fā)明提供的基于隨機光纖激光的光譜合成裝置所有的隨機激光進行放大實驗結果如圖8所示，該激光在放大到一千瓦時仍然能保持種子時的光譜特性，隨著輸出功率的提高，光譜的10dB線寬基本保持不變，這驗證了隨機激光用于光譜合成的可行性。
[0054]本領域技術人員將清楚本發(fā)明的范圍不限制于以上討論的示例，有可能對其進行若干改變和修改，而不脫離所附權利要求書限定的本發(fā)明的范圍。盡管己經(jīng)在附圖和說明書中詳細圖示和描述了本發(fā)明，但這樣的說明和描述僅是說明或示意性的，而非限制性的。本發(fā)明并不限于所公開的實施例。
[0055]通過對附圖，說明書和權利要求書的研究，在實施本發(fā)明時本領域技術人員可以理解和實現(xiàn)所公開的實施例的變形。在權利要求書中，術語“包括”不排除其他步驟或元素，而不定冠詞“一個”或“一種”不排除多個。在彼此不同的從屬權利要求中引用的某些措施的事實不意味著這些措施的組合不能被有利地使用。權利要求書中的任何參考標記不構成對本發(fā)明的范圍的限制。
【主權項】
1.一種基于隨機光纖激光的光譜合成方法，其特征在于，包括以下步驟:以隨機光纖激光作為種子光源進行所述光譜合成，得到合成激光；所述隨機光纖激光由隨機激光種子源產生。2.根據(jù)權利要求1所述的基于隨機光纖激光的光譜合成方法，其特征在于，還包括對所述隨機光纖激光進行功率放大的步驟，所述隨機光纖激光波長為1040nm?1120nm時，所述放大步驟在摻鐿增益光纖中進行；所述隨機光纖激光波長為1900?2100nm時，所述放大步驟在摻鈥或摻銩增益光纖中進行。3.一種用于權利要求1或2所述基于隨機光纖激光的光譜合成方法的裝置，其特征在于，包括:用于產生隨機光纖激光的隨機激光種子源、用于對所述隨機光纖激光進行功率放大的功率放大裝置和用于對所述隨機光纖激光進行光譜合成的光譜合成裝置，所述隨機激光種子源與所述功率放大鏈路之間為光連接，所述功率放大鏈路與所述光譜合成裝置之間為光連接。4.根據(jù)權利要求3所述的基于隨機光纖激光的光譜合成裝置，其特征在于，所述隨機激光種子源包括依序光連接的栗浦源、后向光隔離裝置和被動光纖，所述栗浦源用于產生激光，所述被動光纖用于提供拉曼增益和隨機瑞利反饋。5.根據(jù)權利要求4所述的基于隨機光纖激光的光譜合成裝置，其特征在于，所述后向光隔離裝置為光纖布拉格光柵或波分復用器。6.根據(jù)權利要求5所述的基于隨機光纖激光的光譜合成裝置，其特征在于，所述后向光隔離裝置為所述波分復用器，所述波分復用器上含有與之光連接的信號臂，所述信號臂用于導出部分所述隨機光纖激光以監(jiān)測所述基于隨機光纖激光的光譜合成裝置的穩(wěn)定性。7.根據(jù)權利要求3?6中任一項所述的基于隨機光纖激光的光譜合成裝置，其特征在于，所述功率放大裝置與所述隨機激光種子源之間還設置有用于使所述隨機光纖激光單向傳輸?shù)膫鬏斞b置。8.根據(jù)權利要求7所述的基于隨機光纖激光的光譜合成裝置，其特征在于，還包括與所述功率放大裝置光連接的濾波器，所述隨機光纖激光經(jīng)過所述濾波器后進入所述功率放大裝置，所述濾波器的透過率大于99 %。9.根據(jù)權利要求8所述的基于隨機光纖激光的光譜合成裝置，其特征在于，所述傳輸裝置的光隔離強度大于30dB。10.根據(jù)權利要求9所述的基于隨機光纖激光的光譜合成裝置，其特征在于，所述傳輸裝置為包括至少3個光傳輸端的光環(huán)形器，所述隨機激光種子源的出射端與所述光環(huán)形器的第一光傳輸端光連接，所述光環(huán)形器的第二光傳輸端與所述濾波器光連接，所述光環(huán)形器的第三光傳輸端與所述功率放大裝置光連接；所述濾波器為反射型。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于隨機光纖激光的光譜合成方法及其裝置，該方法包括以下步驟：以隨機光纖激光作為種子光源進行光譜合成，得到合成激光；隨機光纖激光由隨機激光種子源產生。本發(fā)明提供的方法利用隨機光纖激光進行光譜合成，突破傳統(tǒng)激光在光纖中進行功率放大時產生的光譜展寬對光譜合成的限制，提升現(xiàn)有光譜合成方案的功率水平，降低對光譜合成器件的工藝要求。
【IPC分類】H01S3/067, H01S3/30, H01S3/23
【公開號】CN105244754
【申請?zhí)枴緾N201510813011
【發(fā)明人】張漢偉, 周樸, 杜雪原, 姜曼, 肖虎, 王小林, 司磊, 許曉軍, 陳金寶, 劉澤金
【申請人】中國人民解放軍國防科學技術大學
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年11月19日