[实用新型]一种单频单模单偏振的光纤激光放大器和激光系统

说明书

本实用新型提供了一种单频单模单偏振的光纤激光放大器和激光系统，该光纤激光放大器包括种子源激光器、第一级放大结构、保偏模匹器、隔离滤波结构、第二级放大结构和输出端。第一级放大结构用于将种子源激光器发射的激光进行单级双程增益放大。保偏模匹器用于将第一级放大结构放大后的激光导入至隔离滤波结构，对激光进行隔离和滤波。第二级放大结构包括第一增益光纤，第一增益光纤呈U型并连接隔离滤波结构和输出端，第二级放大结构用于对隔离滤波结构输出的激光进行单程增益放大。上述放大器中，第一级放大结构能有效抑制自发辐射噪声，第二级放大结构能有效抑制受激布里渊散射效应。

技术领域

本实用新型涉及到光纤技术领域与激光技术领域，更具体而言，涉及到一种单频单模单偏振的光纤激光放大器和激光系统。

背景技术

目前，1.5μm处的高功率单频光纤激光器在多普勒激光雷达，光学遥感，相干通信，光束合成，光原子钟等领域都有广泛应用。而大多数报道的高功率单频线偏振光纤激光器要么使用了空间光学元件形成谐振腔，要么采用了复杂的多级主振荡放大(MOPA)结构来得到高功率。

然而，自由空间的谐振腔结构不仅破坏了全光纤结构，而且需要精确的校准，对使用环境要求高，轻微的震动就会引起高的自发辐射(ASE)噪声，使得输出光束的线宽很容易增加到MHz量级，消光比也会恶化。

而主振荡功率放大(MOPA)结构技术，就是采用性能优良的小功率激光器作为种子源，种子激光注入单级或多级光纤放大器系统，最终实现高功率放大的技术作为一种新型的技术，它的特点是输出激光的光束质量特性由种子源决定，而输出激光功率则由放大器增益决定，因此，易获得光束质量好，功率高的激光输出。采用多级MOPA结构将一个微弱的种子源信号多级放大的方案，会增加激光器系统的复杂度，不仅增加成本而且很难保持高的消光比。

因此，在实际光纤激光系统中，单级的MOPA全光纤结构对种子激光信号各种特性的高保证的放大，无疑是最佳的一个选择。但是，kHz线宽的单频激光在单级的信号放大过程中，会不可避免在放大过程中产生受激布里渊散射(SBS)效应，就需要抑制SBS效应并且处理好整个光纤链路上产生的参与泵浦光，ASE噪声以及后向的SBS效应。但是，相关技术的激光放大器不能有效地抑制SBS效应、ASE噪声和实现高功率的单频激光的输出。

实用新型内容

本实用新型提供的一种单频单模单偏振的光纤激光放大器和激光系统。

本实用新型实施方式的一种单频单模单偏振的光纤激光放大器包括线偏振的种子源激光器、第一级放大结构、保偏模匹器、隔离滤波结构、第二级放大结构和输出端；

所述第一级放大结构连接所述种子源激光器并用于将所述种子源激光器发射的激光进行单级双程增益放大；

所述保偏模匹器连接所述第一级放大结构和所述隔离滤波结构并用于将所述第一级放大结构放大后的激光导入至所述隔离滤波结构；

所述隔离滤波结构连接所述保偏模匹器和所述第二级放大结构并用于对所述激光进行隔离和滤波；

所述第二级放大结构包括第一增益光纤，所述第一增益光纤呈U型并连接所述隔离滤波结构和所述输出端，所述第二级放大结构用于对所述隔离滤波结构输出的所述激光进行单程、增益放大。

上述光纤激光放大器中，第一级放大结构可实现种子源激光器的激光的单级双程增益放大，可以有效抑制自发辐射(ASE)噪声，第二级放大结构采用U型盘绕的第一增益光纤，可有效的抑制单频信号高功率放大时产生的受激布里渊散射(SBS)效应。

在某些实施方式中，所述第二级放大结构包括反向泵浦结构，所述第一增益光纤连接所述隔离滤波结构和所述反向泵浦结构，所述反向泵浦结构连接所述输出端。

在某些实施方式中，所述种子源激光器为中心波长在1064nm，线宽kHz的线偏振种子源激光器。