[发明专利]一种高重频脉冲光纤钠导星激光器系统

说明书

一种高重频的脉冲光纤钠导星激光器系统，包括：单频半导体激光器、光纤隔离器、拉曼光纤放大器、泵浦源脉冲光纤激光器、倍频腔，其脉冲重复频率100kHz‑500kHz连续可调，脉冲宽度10ns‑1μs连续可调。本发明输出的脉冲589nm激光具有功率高、重频高的特点，可有效提高钠导星亮度，也可应用于远程磁场探测等领域，此外该光纤激光器系统，具有设计灵活轻便、激光功率高、光束稳定性强等优势。

技术领域

本发明涉及一种高功率、高重复频率的脉冲光纤钠导星激光器系统，属于激光器应用领域。

背景技术

在大型地基天文望远镜的观测中，大气扰动会造成成像的畸变，从而限制了望远镜的分辨率。自适应光学系统可以通过分析参考信标光的信息，实时反馈并纠正这种成像的畸变。工作波长在589nm的钠导星激光器，是自适应光学系统理想的信标光。地面发射的589nm激光，在高空(～90km)激发钠层原子产生后向散射的荧光。钠导星激光器按工作模式可分为：连续波运转与脉冲波运转的钠导星激光器。与连续波相比，脉冲钠导星激光器具有明显的优势：可以减小大气瑞利散射的干扰，提高返回荧光信号的信噪比；可以减小钠导星像斑拉长现象，提高成像精度；与地磁场进动频率共振的高重频脉冲钠导星激光器可以有效增强返回荧光强度，并且可用于远程磁场探测等领域。但是受限于该发光波段缺少有效的增益介质，因此高功率、高重频脉冲589nm激光器的研制较为困难。

典型的高功率、高重复频率的脉冲589nm钠导星激光器装置，其包括，高功率脉冲1319nm激光和高功率脉冲1064nm激光通过非线性晶体合频得到589nm脉冲激光，多束589nm脉冲激光通过时序控制、模式匹配合束到一起得到高功率、高重频的589nm脉冲激光(彭钦军.一种产生高平均功率高重复频率脉冲钠信标激光的装置，201210039266.8 2012.02.20CN)；该装置是基于全固态激光器技术，其结构非常庞大且复杂，其激光稳定性较差、整套系统的机动性差、维护成本较高。

近些年来，基于拉曼光纤激光技术发展的光纤钠导星激光器，由于其结构简单、设计灵活轻便、光束质量优越、激光功率高的优势，已经引起广泛关注。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种高功率、高重频589nm脉冲光纤钠导星激光器，其脉冲重复频率从100kHz-500kHz连续可调，脉冲宽度从10ns-1μs连续可调。该激光器装置利用高功率、高重频脉冲光纤激光器作为泵浦源，泵浦拉曼光纤放大器，放大连续的1178nm单频激光，放大后的1178nm脉冲激光注入倍频腔，通过非线性晶体倍频得到589nm脉冲激光。作为泵浦源的高功率脉冲光纤激光器的脉冲重复频率从100kHz-500kHz连续可调，脉冲宽度从10ns-1μs连续可调。根据拉曼光纤放大器中增益光纤的不同，泵浦源脉冲光纤激光器的设计有多种实现方案。脉冲重复频率在100kHz-500kHz，脉冲宽度在10ns-1μs的589nm脉冲激光器，可有效提高钠导星亮度，也可应用于远程磁场探测等领域。此外该光纤激光器系统，具有设计灵活轻便、激光功率高、光束质量优越等优势。

本发明的技术解决方案如下：

一种高重频脉冲光纤钠导星激光器系统，包括：单频半导体激光器、光纤隔离器、拉曼光纤放大器、泵浦源脉冲光纤激光器、倍频腔，其特点在于：所述的单频半导体激光器输出线宽小于100MHz的1178nm种子激光，经所述的法拉第隔离器进入拉曼光纤放大器，所述的泵浦源脉冲光纤激光器泵浦所述的拉曼光纤放大器，经所述的拉曼光纤放大器输出的1178nm脉冲激光注入所述的倍频腔，倍频得到与钠原子吸收谱线共振的589nm脉冲激光；

所述的拉曼光纤放大器包括依次连接的第一波分复用器、一段拉曼增益光纤和第二波分复用器；