[实用新型]一种基于脉冲整形的光纤脉冲放大器

说明书

本实用新型公开一种基于脉冲整形的光纤脉冲放大器。输入耦合器小分光比端连接探测器，输入耦合器大分光比端连接延时光纤，所述延时光纤另外一端连接输入隔离器，所述输入隔离器输出端连接泵浦信号合波器信号端，所述泵浦信号合波器泵浦端连接泵浦激光器，所述泵浦信号合波器公共端连接掺杂光纤，所述掺杂光纤另外一端连接输出隔离器输入端，所述探测器和所述泵浦激光器连接驱动控制电路。与常规连续光泵浦方式不同，本实用新型提供的光纤脉冲放大器采用特殊形状的脉冲泵浦，可有效改善输出脉冲信号脉冲形状。

技术领域

本实用新型涉及光器件领域，尤其涉及一种基于脉冲整形的光纤脉冲放大器。

背景技术

在脉冲光纤激光器中，由脉冲种子光源和光纤放大器组合而成的激光主振荡功率放大(MOPA)技术具有效率高，可以灵活调节脉宽、频率参数等优点，在激光雷达、激光加工、光纤传感等领域具有广泛的应用。但对测距激光雷达、激光加工等领域内常见的重复频率为1kHz-10kHz、脉宽为10ns-1μs的脉冲，MOPA结构中的光放大级在放大脉冲时容易产生脉冲畸变。这是因为光脉冲占空比很低，采用常见的连续光泵浦方式，在两脉冲之间无光的时间间隔内，光放大器上能级粒子数反转程度达到很高的程度，对脉冲前沿具有较高的增益，但由于脉冲前沿在放大过程中大量消耗掺杂光纤中上能级反转粒子数，导致脉冲后沿的增益降低，种子脉冲的形状经过放大后发生畸变，变成尖顶脉冲输出。脉冲畸变对很多应用都有不利的影响，需要尽可能的减小。

对种子光脉冲进行预先畸变是一种改善脉冲放大后畸变的方法。该方法中种子光脉冲的前沿功率较低而后半部功率较高，以补偿脉冲后沿增益减小产生的畸变，输出顶部较平滑的脉冲。但在很多应用场合中，种子光源的输出脉冲波形不易进行调整，而且对短脉冲产生预先畸变的驱动电路也不易实现。

目前主要利用电光调制、双折射、傅立叶变换等方法实现光脉冲整形，构造光脉冲整形器，这些光脉冲整形器普遍存在的问题为：系统构架复杂；除激光器外，往往包含大量电子元器件、电子线路；系统响应速度慢。因此，光脉冲整形器通常体积较大，性能不稳定，易受电磁干扰，且难以将光脉冲整形为任意波形。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提出一种基于脉冲整形的光纤脉冲放大器。所述光纤脉冲放大器采用泵浦脉冲的方式，通过控制泵浦脉冲的形状，提升脉冲后沿的增益，对放大后的脉冲进行整形，减小波形畸变。

一种基于脉冲整形的光纤脉冲放大器，其中，

输入耦合器的小分光比端连接探测器，所述输入耦合器的大分光比端连接延时光纤，所述延时光纤的另外一端连接输入隔离器的输入端，所述输入隔离器的输出端连接泵浦信号合波器的信号端，所述泵浦信号合波器的泵浦端连接泵浦激光器，所述泵浦信号合波器的公共端连接掺杂光纤，所述掺杂光纤的另外一端连接输出隔离器的输入端，所述探测器和所述泵浦激光器连接驱动控制电路；

所述驱动控制电路控制所述泵浦激光器以脉冲泵浦方式工作；

所述驱动控制电路根据种子光源给出的输入脉冲信号控制所述泵浦激光器输出尖顶脉冲，对放大后的输入脉冲信号实现信号后沿增益补偿，达到脉冲整形目的。

本实用新型提供的基于脉冲整形的光纤脉冲放大器，利用所述探测器探测输入脉冲信号，所述驱动控制电路根据所述输入脉冲信号驱动所述泵浦激光器发射泵浦脉冲，由于所述输入脉冲信号在放大过程中，脉冲前沿抽空上能级反转离子，脉冲后沿增益降低，输入的矩形脉冲经过放大后变成尖顶脉冲输出，因此，为了对放大后的所述输入脉冲信号进行整形，所述驱动控制电路控制所述泵浦脉冲从矩形脉冲改为尖顶脉冲，以补偿所述输入脉冲信号降低的增益，有效改善输出脉冲形状。

优选地，所述驱动控制电路根据所述探测器的输出信号控制所述泵浦激光器的开启/关闭。所述探测器探测所述种子光源发出的脉冲信号，探测到有信号时，所述驱动控制电路控制所述泵浦激光器开启；探测到没有信号时，所述驱动控制电路控制所述泵浦激光器关闭，其中，所述种子光源为发出脉冲信号的普通光源。