[发明专利]一种大功率超宽带波长扫描光纤激光系统及调谐方法

权利要求书

1.一种大功率超宽带波长扫描光纤激光系统，其特征在于，它包括波长可调谐种子源、波长可调谐泵浦源阵列、泵浦信号合束器、拉曼增益光纤和光纤端帽：

所述波长可调谐种子源与泵浦信号合束器的信号输入臂相连；

所述波长可调谐泵浦源阵列分别接入泵浦信号合束器的各个泵浦输入臂；

泵浦信号合束器的输出端与拉曼增益光纤的一端连接，拉曼增益光纤另一端连接光纤端帽；

所述大功率超宽带波长扫描光纤激光系统的波长扫描范围大于900纳米，典型值为1050纳米至2000纳米；该波长扫描范围内任意波长的连续光输出大于1千瓦。

2.如权利要求1所述的大功率超宽带波长扫描光纤激光系统，其特征在于，还包括隔离器，所述隔离器设置在波长可调谐种子源与泵浦信号合束器的信号输入臂之间，和波长可调谐泵浦源阵列与泵浦信号合束器的各个泵浦输入臂之间。

3.如权利要求1或2所述的大功率超宽带波长扫描光纤激光系统，其特征在于，所述波长可调谐种子源、波长可调谐泵浦源阵列、泵浦信号合束器、拉曼增益光纤连接形成级联放大器结构；所述大功率超宽带波长扫描光纤激光系统包括多于一组的级联放大器结构，所述多于一组的级联放大器结构依次串联，最后连接端帽。

4.如权利要求1所述的大功率超宽带波长扫描光纤激光系统，其特征在于，所述波长可调谐泵浦源阵列的波长调谐的范围大于40纳米，中心波长在0.9至1.1微米范围内。

5.如权利要求1所述的大功率超宽带波长扫描光纤激光系统，其特征在于，所述波长可调谐种子源为波长可调谐掺镱光纤激光器泵浦的拉曼光纤激光器或随机光纤激光器，其波长范围位于波长可调谐泵浦源阵列对应的一阶拉曼光增益谱内，波长可调谐种子源的调谐范围大于60纳米。

6.如权利要求1所述的大功率超宽带波长扫描光纤激光系统，其特征在于，所述拉曼增益光纤为大模场双包层光纤结构或渐变折射率光纤结构。

7.如权利要求1所述的大功率超宽带波长扫描光纤激光系统，其特征在于，所述拉曼增益光纤的零色散波长在波长扫描范围之外。

8.如权利要求1所述的大功率超宽带波长扫描光纤激光系统，其特征在于，所述拉曼增益光纤在波长扫描范围内的传输损耗以及弯曲损耗均远小于对应的拉曼增益。

9.如权利要求1所述的大功率超宽带波长扫描光纤激光系统，其特征在于，所述波长可调谐泵浦源阵列的一阶拉曼光阈值在波长可调谐种子源关闭时等于或大于1千瓦。

10.一种大功率超宽带功率定标放大方法，其特征在于，它使用如权利要求1-9所述的大功率超宽带波长扫描光纤激光系统，通过步骤S1-S3分别实现超宽带波长范围内不同子波段的大功率激光的产生和放大：

S1、使波长可调谐种子源保持关闭，启动波长可调谐泵浦源阵列工作发出泵浦光进入泵浦信号合束器进行合束，此时拉曼增益光纤仅作为传能光纤将合束后的泵浦光直接输出，泵浦功率低于一阶拉曼光阈值，实现泵浦调谐范围内的大功率激光输出；

S2、先启动波长可调谐种子源发出种子激光，再启动波长可调谐泵浦源阵列工作发出泵浦光，经泵浦信号合束器合束后进入拉曼增益光纤，增加泵浦功率至一阶拉曼光阈值，实现波长可调谐种子源的功率定标放大；

S3、在步骤S2的基础上，继续增加泵浦功率，直至波长更长的高阶级联拉曼光产生并放大，实现大功率激光输出波长的连续拓展。