一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ASE的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ASE的系统，包括：激光种子源、光纤环形器、双包层有源光纤和泵浦源，所述系统还包括：光纤合束器和光纤端冒，放大过程中，双包层有源光纤内产生正向传输的ASE光和反向传输的ASE光，正向ASE光和信号光一起经过所述光纤合束器和所述光纤端冒输出，反向ASE光通过双包层有源光纤前端的光纤环形器和光纤合束器进入双包层有源光纤的内包层，形成反馈，降低输出端正向ASE光的功率。与现有技术相比，本发明专利技术通过包层反馈的方式抑制自发辐射放大，无需其他滤波器件，可以有效降低输出ASE光功率，结构简单紧凑，能够有效克服反向泵浦结构ASE光较强的缺点，提高输出信噪比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及双包层光纤激光放大器领域，尤其涉及一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ASE的系统。
技术介绍
为获得高功率、高性能的光纤激光输出，现有技术中通常采用主振荡功率放大器(MOPA)结构。自发辐射放大(ASE)作为放大过程中的主要噪声来源，直接影响输出光的信噪比。目前常用的光纤放大器泵浦结构包括：正向泵浦和反向泵浦两种，与正向泵浦结构相比，反向泵浦结构能够实现更高的斜率效率，且对非线性效应具有一定抑制作用，有利于实现高功率窄线宽的激光输出。但是，反向泵浦结构的放大器存在ASE较强的问题，影响输出激光的信噪比，限制了其在高功率激光放大器，特别是级联MOPA中的应用。在现有的技术中，为了提高信噪比，往往需要在放大器输出端连接光纤光栅(FBG)或者窄带滤波器(NBF)等滤波器件以滤除ASE光。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足：上述解决方案无可避免地增加了激光链路损耗和放大系统的复杂性；此外，制作双包层光纤耦合的FBG和NBF难度大，成本高。
技术实现思路
为了解决上述问题，提高光纤激光MOPA的信噪比，实现高效的激光输出，本专利技术提出了一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ASE的系统，详见下文描述：一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ASE的系统，所述系统包括：激光种子源、光纤环形器、双包层有源光纤和泵浦源，所述激光种子源发射信号光，信号光经由所述光纤环形器输入，进入所述双包层有源光纤的纤芯；所述系统还包括：光纤合束器和光纤端冒，所述泵浦源发射的泵浦光通过所述光纤合束器耦合进入所述双包层有源光纤的包层，实现反向泵浦；所述双包层有源光纤吸收泵浦光，形成粒子数反转，对信号光提供增益；放大过程中，双包层有源光纤内产生正向传输的ASE光和反向传输的ASE光，正向ASE光和信号光一起经过所述光纤合束器和所述光纤端冒输出，反向ASE光通过双包层有源光纤前端的光纤环形器和光纤合束器进入双包层有源光纤的内包层，形成反馈，降低输出端正向ASE光的功率。进一步地，所述反向ASE光通过双包层有源光纤前端的光纤环形器和光纤合束器进入双包层有源光纤的内包层，形成反馈，降低输出端正向ASE光的功率具体为：反向ASE光进入双包层有源光纤的内包层后，和泵浦光混合，在双包层有源光纤的内包层中传输，通过双包层有源光纤的纤芯时，消耗纤芯中对应ASE波长上的部分反转粒子数，正向ASE光对应波长的反转粒子数相应减少，输出端的正向ASE光得以抑制。进一步地，所述系统还包括：包层光剥离器，所述包层光剥离器置于光纤环形器和双包层有源光纤之间，用于剥除残余泵浦光和部分反向ASE光。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：本专利技术通过将部分反向ASE反馈到双包层有源光纤的内包层中，消耗对应能级上的反转粒子数，起到降低正向ASE，提高输出端信噪比的作用。该系统无需其他滤波器件，结构简单紧凑，有助于实现高功率、高信噪比的激光输出。附图说明图1为本专利技术提供的一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ASE的系统的结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1：激光种子源；2：光纤环形器；3：包层光剥离器；4：双包层有源光纤；5：光纤合束器；6：泵浦源；7：光纤端冒；A：光纤环形器2的第一端口；B：光纤环形器2的第二端口；C：光纤环形器2的第三端口。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。下面结合图1对本专利技术实施例提供的一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ASE的系统的设计原理进行详细的介绍：在本专利技术实施例中，通过光纤环形器2和光纤合束器5将部分反向传输的ASE光耦合到双包层有源光纤4的内包层中，提供了反馈。这样设计的优点是：反向ASE光进入双包层有源光纤4的内包层后，和泵浦光混合，在双包层有源光纤4的内包层中传输，通过双包层有源光纤4的纤芯时，消耗纤芯中对应ASE波长上的部分反转粒子数，正向ASE对应波长的反转粒子数相应减少，输出端的正向ASE光得以抑制。从上述设计原理可以看出，本专利技术实施例设计的系统无需其他复杂滤波器件，即可实现抑制ASE光输出的作用，有助于在实际应用中实现高功率、高信噪比，窄线宽的激光输出。实施例1基于上述的设计原理，参见图1，本专利技术实施例提供的一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ASE的系统包括以下部件：激光种子源1、光纤环形器2、双包层有源光纤4、光纤合束器5、泵浦源6以及光纤端冒7。其中，激光种子源1发射信号光，信号光经由光纤环形器2输入，进入双包层有源光纤4的纤芯；泵浦源6发射的泵浦光通过光纤合束器5耦合进入双包层有源光纤4的包层，实现反向泵浦；双包层有源光纤4吸收泵浦光，形成粒子数反转，对信号光提供增益；放大过程中，双包层有源光纤4内产生正向传输的ASE光和反向传输的ASE光，正向ASE光和信号光一起经过光纤合束器5和光纤端冒7输出，反向ASE光通过双包层有源光纤4前端的光纤环形器2和光纤合束器5进入双包层有源光纤4的内包层，形成反馈，降低输出端正向ASE光的功率。综上所述，本专利技术实施例提供了一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ASE的系统，通过将部分反向ASE光耦合到双包层有源光纤的内包层中实现反馈，提取ASE对应能级上的反转粒子数，抑制了正向输出光中的ASE光，提高了输出信噪比。本系统无需其他滤波器件，具有结构简单、输出效率高等优点。实施例2下面结合图1对实施例1中的方案进行进一步地阐述，详见下文描述：激光种子源发射信号光，信号光经由光纤环形器2的第一端口A输入，第二端口B输出，进入双包层有源光纤4的纤芯。泵浦源6为光纤耦合输出，泵浦源6发射的泵浦光通过光纤合束器5的泵浦端耦合进入双包层有源光纤4的包层，实现反向泵浦；双包层有源光纤4吸收泵浦光，形成粒子数反转，对信号光提供增益。信号光得到放大，放大后的信号光经由光纤合束器5的信号端和光纤端冒7输出。放大过程中，除被放大的信号光以外，双包层有源光纤4内还产生正向传输的ASE光和反向传输的ASE光。正向ASE光和信号光一起经过光纤合束器5和光纤端冒7输出，反向ASE光进入与双包层有源光纤4的前端相熔接的光纤环形器2的第二端口B，从光纤环形器2的第三端口C输出，经由光纤合束器5的泵浦端进入双包层有源光纤4的内包层，形成反馈。反向ASE光进入双包层有源光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ASE的系统，所述系统包括：激光种子源、光纤环形器、双包层有源光纤和泵浦源，所述激光种子源发射信号光，信号光经由所述光纤环形器输入，进入所述双包层有源光纤的纤芯；其特征在于，所述系统还包括：光纤合束器和光纤端冒，所述泵浦源发射的泵浦光通过所述光纤合束器耦合进入所述双包层有源光纤的包层，实现反向泵浦；所述双包层有源光纤吸收泵浦光，形成粒子数反转，对信号光提供增益；放大过程中，双包层有源光纤内产生正向传输的ASE光和反向传输的ASE光，正向ASE光和信号光一起经过所述光纤合束器和所述光纤端冒输出，反向ASE光通过双包层有源光纤前端的光纤环形器和光纤合束器进入双包层有源光纤的内包层，形成反馈，降低输出端正向ASE光的功率。

【技术特征摘要】
1.一种抑制反向泵浦双包层光纤激光放大器中ASE的系统，所述系统包括：激光种子
源、光纤环形器、双包层有源光纤和泵浦源，所述激光种子源发射信号光，信号光经由所
述光纤环形器输入，进入所述双包层有源光纤的纤芯；
其特征在于，所述系统还包括：光纤合束器和光纤端冒，
所述泵浦源发射的泵浦光通过所述光纤合束器耦合进入所述双包层有源光纤的包层，
实现反向泵浦；所述双包层有源光纤吸收泵浦光，形成粒子数反转，对信号光提供增益；
放大过程中，双包层有源光纤内产生正向传输的ASE光和反向传输的ASE光，正向
ASE光和信号光一起经过所述光纤合束器和所述光纤端冒输出，
反向ASE光通过双包层有源光纤前端的光纤环形器和光纤合束器进入双包层有源光
纤的内包层，形成反馈，降低输出端正向ASE光的功率。

【专利技术属性】
技术研发人员：盛泉，白晓磊，史伟，姚建铨，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12