[发明专利]一种自种子超辐射光纤放大方法及放大装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自种子超辐射光纤放大方法及放大装置。

背景技术

在世界知识产权组织专利WO200035058和欧洲专利EP817335中提出了一种超辐射激光的概念。超辐射激光亦称被放大的自发辐射激光，即在泵浦光泵浦下，由被放大的自发辐射跃迁形成的激光输出。它与激光输出的区别就是由于不存在激光振荡，没有精细纵模结构，其输出光谱是连续的，甚至在一定光谱范围内输出功率的谱密度是平坦分布的。普通超辐射激光的光束质量较差，而超辐射光纤激光器由于激光被限制在一定尺寸的纤芯内，其光束质量是有保证的。但现有的超辐射光纤激光器在效率、输出线宽等许多方面有一定的局限性。

现有技术中，虽然在欧洲专利EP1079482中提出了实现高效、高功率、宽光谱超辐射激光的方法，但是这些专利都侧重于实现较宽的平坦光谱输出(一般大于30nm)，且采用宽带反射镜和增益平坦滤波器，这种方法应用在窄谱线宽度输出时，滤波效率太低，无法直接应用。美国专利US6424762提出了利用密集波分复用器(DWDM)实现较窄光谱超辐射激光的方法(谱宽典型值在50～200GHz即0.4～1.6nm)，但要用这种方法实现更窄光谱(0.1nm左右)的超辐射激光输出是不可能的。而且在原理方法上，这种方法是用密集波分复用器将其它波长的光导入其它光纤中，用高衰减光纤将其衰减至很小，结构复杂得多。此外，该专利在一定光纤结构、光纤长度、掺杂浓度和泵浦波长下，虽然靠调节泵浦能量也能用来控制输出光谱宽度，但在要求输出较窄光谱特性时其输出功率会受到较大限制。

世界知识产权组织专利WO2003029858提出了将超辐射光纤激光器进行外调制，然后进行光纤放大的方法。但是这样结构复杂，效率较低，成本也高得多。欧洲专利EP806821提出了在超辐射光纤激光的光纤中间某处插入起偏器实现线偏振激光输出的方法，但是这种方法操作复杂，不容易实现，且难以获得高功率的超辐射激光输出。

综上所述，目前还没有实现0.1nm左右平坦谱密度输出的超辐射激光输出的方法，也没有实现脉冲、线偏振的高效超辐射激光输出的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种应用范围广，具有多种输出特性的自种子超辐射光纤放大方法及放大装置。

为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：一种自种子超辐射光纤放大方法，其特征在于：在超辐射激光器光源的光纤输出端采用防反射处理，另一端加入由全反射元件和带通滤波器、光调制器、起偏振器中至少一种具有光特性调制特征的元件组成的反射反馈系统，使泵浦光源发出的超辐射光经过所述反射反馈系统生成激光种子信号，并重新入射到所述光纤中进行放大。

所述反射反馈系统包括全反射元件和带通滤波器，使经所述反射反馈系统入射到所述光纤中的光只有所需的窄线宽的光。

所述反射反馈系统包括全反射元件和光调制器，使经所述反射反馈系统入射到所述光纤中的光只有所需的特定脉冲序列的光。

所述反射反馈系统包括全反射元件和起偏振器，所述光纤采用保偏的激光光纤，使经所述反射反馈系统入射到所述光纤中的光只有所需的线偏振的光。

所述反射反馈系统包括全反射元件、光调制器和起偏振器，所述光纤采用保偏的激光光纤，使经所述反射反馈系统入射到所述光纤中的光只有所需的线偏振和特定脉冲序列的光。

所述反射反馈系统包括全反射元件、带通滤波器和起偏振器，所述光纤采用保偏的激光光纤，使经所述反射反馈系统入射到所述光纤中的光只有所需的窄线宽和线偏振的光。

所述反射反馈系统包括全反射元件、带通滤波器和光调制器，使经所述反射反馈系统入射到所述光纤中的光只有所需的窄线宽和特定脉冲序列的光。

所述反射反馈系统包括全反射元件、光调制器、起偏振器和带通滤波器，所述光纤采用保偏的激光光纤，使经所述反射反馈系统入射到所述光纤中的光只有所需的窄线宽、线偏振和特定脉冲序列的光。

一种实现上述自种子超辐射光纤放大方法的装置，其特征在于：在超辐射激光器光源的光纤一端设置由全反射元件和带通滤波器、光调制器、起偏振器中至少一种具有光特性调制特征的元件组成的反射反馈系统，经过所述反射反馈系统生成的光重新入射到所述光纤中。

所述反射反馈系统的全反射元件为具有一定光谱反射特征的光纤光栅、分立的全反射镜和光纤全反射镜中的一种。

所述反射反馈系统的带通滤波器为具有特定光谱带宽的干涉型滤波器、光纤滤波器和光纤光栅中的一种。