[发明专利]多程啁啾光纤光栅脉冲展宽装置

说明书

技术领域

本发明涉及宽谱激光脉冲，特别是一种适用于宽谱激光脉冲的时间 展宽的多程啁啾光纤光栅脉冲展宽装置。

背景技术

近年来由于高功率泵浦源的出现和光纤制造水平的提高，使光纤激 光器不再局限于低功率的水平。高能量的光脉冲通常很难由激光器直接 得到，需要一台或多台放大器从外部放大脉冲，但随着脉冲峰值功率的 增大，放大器中的非线性效应将使脉冲发生畸变，限制了能量的放大。 啁啾脉冲放大技术在脉冲放大之前使之引入啁啾并展宽，从而有效降低 脉冲的峰值功率，实现高能脉冲放大。利用啁啾光纤光栅进行脉冲展宽， 可以实现全光纤化，使系统结构紧凑，而啁啾光纤光栅的展宽量和价格 与啁啾光纤光栅的长度成正比，因此对于大色散量的脉冲展宽的成本较 高。

发明内容

本发明是目的是提供一种适用于宽谱激光脉冲的时间展宽的多程啁 啾光纤光栅脉冲展宽装置，该装置的最大优点是可用较短的啁啾光纤光 栅实现大色散量的脉冲展宽，展宽量可通过数字脉冲延时发生器产生的 门信号来控制展宽的次数来自由调节，从而有效降低成本，并且实现全 光纤化，结构紧凑，还能补偿展宽过程的能量损失。

本发明的技术解决方案如下：

一种多程啁啾光纤光栅脉冲展宽装置，特点在于其构成包括：宽谱 信号源，2*2声光调制器、光纤环形器、啁啾光纤光栅、光纤隔离器、 增益介质、波分复用器、带通滤波器、总控触发信号源、数字脉冲延时 发生器、泵浦保护器和泵浦源，上述元部件的连接关系如下：

所述的总控触发信号源的第一输出端与所述的数字脉冲延时发生器 的控制端相连，该总控触发信号源的第二输出端与所述的宽谱信号源的 控制端相连，所述的数字脉冲延时发生器的输出端与所述的2*2声光调 制器的控制端相连；

所述的宽谱信号源的输出端与所述的2*2声光调制器的第一端口相 连，该2*2声光调制器的第四端口通过光纤依次经所述的光纤环形器的 第一端口和第二端口、啁啾光纤光栅、光纤环形器的第二端口和第三端 口、光纤隔离器、增益介质光纤、波分复用器第一端口和第二端口、带 通滤波器、2*2声光调制器的第三端口和所述的2*2声光调制器第四端 口构成一个环形腔；所述的2*2声光调制器的第二端口为本装置的输出 端；

所述的泵浦源经所述的泵浦保护器与所述的波分复用器的第三端口 相连；

所述的总控触发信号源的第二输出端输出的触发信号触发所述的宽 谱信号源产生宽谱信号光经所述的2*2声光调制器的第一端口的同时， 所述的总控触发信号源的第一输出端输出的触发信号触发所述的数字脉 冲延时发生器产生一个门信号，该门信号施加在所述的2*2声光调制器 的控制端，使所述的2*2声光调制器开启，则该2*2声光调制器的第一 端口与第四端口形成通道，所述的宽谱信号光由2*2声光调制器的第一 端口和第四端口导入所述的环形腔内，然后依次经过所述的光纤环形器 的第一端口和第二端口、啁啾光纤光栅、光纤环形器的第二端口和第三 端口、光纤隔离器、增益介质光纤、带通滤波器、2*2声光调制器的第 三端口然后又从第四端口导入环形腔内，所述的泵浦源输出的泵浦光经 泵浦保护器由所述的波分复用器的第三端口接入，在所述的增益介质光 纤内进行泵浦，所述的宽谱信号光在腔内循环展宽并放大，直到所述的 门信号结束，则所述的2*2声光调制器关闭，展宽后的宽谱信号光脉冲 由所述的2*2声光调制器的第二端口输出。

所述的泵浦源至少包含一个半导体激光器。

所述的增益介质光纤是掺铒，掺镱或多种稀土离子共掺杂的掺杂光 纤，是单模光纤、多模光纤、大模场光纤、或双包层光纤。

所述的泵浦保护器是隔离器，或透过泵浦激光波长的滤波器。

在所述的总控触发信号源发出的触发信号的触发下，所述的数字脉 冲延时发生器向所述的2*2声光调制器的控制端施加一个门信号，以保 证所述的2*2声光调制器的开启与由所述的宽谱信号源输入的信号光的 时间同步。

所述的2*2声光调制器有4个光输入输出端口和1个数字控制端口， 第一端口作为输入端口，第二端口作为输出端口，第三端口第四端口连 接所述的环形腔。它的作用是控制脉冲在腔内循环的次数，通过数字脉 冲延时发生器设定打开的时间及持续的时间，从而控制脉冲的展宽量。

所述的光纤环形器对反向传输光进行引导，将其与正向传输光从空 间上分离开来，并从另一端口输出。