[发明专利]一种基于特殊相移光纤Bragg光栅控制环的低重频短脉冲光纤放大器

说明书

本发明公开了一种基于特殊相移光纤Bragg光栅控制环的低重频短脉冲光纤放大器，包括：种子脉冲、第一泵浦源、第二泵浦源、第一耦合器、第一波分复用器、第一掺饵光纤、第一滤波器、第二滤波器和激光控制环路；所述激光控制环路由环形器、第一光纤光栅、第二光纤光栅、可调衰减器、第二耦合器、第三波分复用器、第二掺饵光纤和第二波分复用器一次相连构成。本发明的低重频短短脉冲光纤放大器置主要用于光纤传感领域中的1550nm波段的脉冲功率放大场合，如OTDR(光时域反射计)、DTS(分布式光纤温度传感系统)、BOTDA(布里渊光时域分析仪)等。

技术领域

本发明涉及一种光纤放大器置，特别涉及一种一种基于特殊相移光纤Bragg光栅控制环的低重频短脉冲光纤放大器。

背景技术

在光纤分布式传感日趋成熟、市场应用越来越广泛的背景下，如何提高传感系统的测量精度和测量长度是研究人员所关心的重点。而作为核心器件之一的光脉冲放大器，其技术指标的好坏直接关系到系统性能是否能够得到提升。EDFA是一种用在1550nm波段的全光纤结构的宽带放大器，由于其良好的耦合效率、高可靠性及结构紧密等特性，在光脉冲放大中得到了广泛的应用。目前，在连续光和低速光脉冲放大的应用中，EDFA的噪声控制技术已较为成熟。但当种子光脉冲的宽度达到百ps至几ps数量级时，尤其是在占空比较小的情况下，即使脉冲的峰值功率很大，但整个周期的平均功率非常低，普通的EDFA如果用在这里将会产生诸多噪声，包含了：(1)自发辐射的散弹噪声；(2)自发辐射的不同频率光波间的差拍噪声；(3)信号光和自发辐射光之间的差拍噪声；(4)信号光的散弹噪声。其中，EDFA固有的放大自发辐射(ASE)噪声的影响尤为明显。一方面，小信号放大时泵浦效率较低，信号光并不足以使亚稳态能级上的反转粒子完全受激辐射跃迁从而产生信号增益；另一方面，在无信号光输入的时间里，反转粒子也会因寿命耗尽产生自发辐射，显著扩大了放大器的噪声水平，不利于信号光的增益和泵浦效率的提升。因此如何对低重频、窄脉宽的脉冲信号进行低噪的高增益放大，是值得深入研究和探讨的问题。

人们为此也提出了很多种方案用以解决超窄脉冲在大功率放大时的噪声、非线性、色散等问题，比如有人采用同步泵浦的方式，在种子脉冲进入放大器的时候才输出泵浦激光，最大限度的减小无种子脉冲时候的ASE噪声，但也存在电路复杂、增益介质反转粒子数积累少导致的增益倍数有限等问题；有人采用多级泵浦的方式，对不同能量的脉冲分级放大，并在各级之间插入隔离器以减小反向ASE噪声的影响，虽然能使脉冲得到较大的功率放大，但并没有从根本上解决噪声问题；还有人在放大器中引入偏振控制器，通过偏振消光作用来 降低ASE噪声，但是偏振器件也会引入一定的噪声，且偏振控制的稳定性是否可靠还在两可之间。

发明内容

发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种基于特殊相移光纤Bragg光栅控制环的低重频短脉冲光纤放大器，主要用于光纤传感领域中的1550nm波段的脉冲功率放大场合，如OTDR(光时域反射计)、DTS(分布式光纤温度传感系统)、BOTDA(布里渊光时域分析仪)等。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于特殊相移光纤Bragg光栅控制环的低重频短脉冲光纤放大器，包括：种子脉冲、第一泵浦源、第二泵浦源、第一耦合器、第一波分复用器、第一掺饵光纤、第一滤波器、第二滤波器和激光控制环路；

所述激光控制环路由环形器、第一光纤光栅、第二光纤光栅、可调衰减器、第二耦合器、第三波分复用器、第二掺饵光纤和第二波分复用器一次相连构成；