[发明专利]环形腔调Q光纤激光再生放大器

说明书

技术领域  本发明的方法是关于一种可产生高能量激光脉冲的新型光纤激光放大器，环形腔调Q光纤激光再生放大器，简称QSFRA。

背景技术  高能量激光脉冲已在激光加工，传感及科学研究等领域得到了广泛应用。光纤激光器，具有优质的激光输出光斑，结构简单便于集成，体积小巧，使用灵活方便，因光纤激光器以半导体激光二极管作泵浦源，以光纤作波导和增益介质，并包含光纤耦合器等光纤器件，光路调节简单。高能量光纤脉冲激光器，不但在光纤通信领域，在激光手术，激光雷达，激光加工等领域都有着广泛的应用前景。目前许多实验室正致力于提高放大由锁模光纤激光器及半导体激光器产生的种子脉冲的能量，其采用的方法包括用单次通过行波光纤放大器，多级串联单次通过行波光纤放大器，比如单级或多级单次通过行波掺Er光纤放大器(简称EDFA)([1]D.Taverner，D.J.Richardson，L.Dong，and J.E.Caplen，K.Williams，and R.V.Penty，“158-μJ pulses from a single-transverse-mode，large-mode-areaerbium-doped fiber amplifier”，Optics Letters，Vol.22，1997，378.)。但是，利用此种单次通过行波光纤放大器，由于不可避免的自发辐射的产生和放大(简称ASE)，ASE与输入信号竞争激活介质中的上能级反转粒子数，导致了放大器的增益饱和，以及放大自发辐射噪音的产生。为了放大小信号并消除自发辐射噪音，英国科研人员用三级串联的EDFA，并将两个声光调制开关分别插入三级串联的EDFA之间，声光调制开关与信号光同步，打开开关使信号光通过，然后关闭光开关遮挡自发辐射噪音进入下一级放大器(见参考文献[1])。此种多级放大器，遮挡了部分自发辐射噪音，但对小输入信号仍然需要多级串联的放大器，放大效率低。关于讨论光纤激光放大器的相关专利和文献还有：

[2]Sucbei Moon and Dug Y.Kim“Generation of octave-spanning supercontinuum with 1550-nm amplifieddiode-laser pulses and a dispersion-shifted fiber”，Optical Express vol.14，No.1 2005，270。

[3]美国专利申请，申请号：20050226278日期2005年10月13日，申请人Gu，Xianhua等“High powershort pulse fiber laser”。

[4]美国专利申请，申请号：20050041702日期2005年2月24日，申请人Fermann，Martin，Hartl，Ingmar，Imeshev，Gennady，Patel，Rajesh，S.“High energy optical fiber amplifier for picosecond-nanosecond pulsesfor advanced material processing applications”。

至今为止，采用光纤环形腔腔内调Q，可单次或多次通过稀土离子掺杂增益光纤放大输入脉冲信号，并可利用光开关控制输出放大脉冲的激光放大器还没有被考虑过。

本发明描述了一种环形腔腔内主动调Q光纤激光再生放大器。本发明的目的是消除自发辐射放大噪音，提高放大器放大效率，放大产生高能量激光脉冲。

发明内容  本发明可由以下器件及步骤来实现的。

环形腔腔内调Q单次或多次通过激活增益光纤再生放大器中，包含提供信号光的激光振荡器，可包含控制调制信号光的光开关，包含用于放大信号光的放大器环形激光腔，还包括放大皮秒或飞秒短脉冲信号时所需要的脉冲宽度展宽及压缩的器件，包括一多通道同步脉冲/延迟发生器。其中，放大器环形激光腔中包含至少一段激光激活增益介质光纤，包含一个或多个泵浦光源，包含一个或多个光开关，可包含至少一个光隔离器和至少一个双色性的耦合器，可包含一个或多个光纤耦合器，包括无源光波导光纤，可包含一调节放大器环形腔工作波长的器件。