【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光，尤其涉及一种窄线宽脉冲光纤激光器及其sbs阈值提升方法。
技术介绍
1、在窄线宽脉冲光纤激光器中，受激布里渊散射(sbs)效应是制约其输出功率提升的主要非线性效应之一。
2、主振荡功率放大(mopa)结构的激光器，使用单一波长种子源产生脉冲种子光，然后通过多级光纤放大器进行功率放大。由于脉冲前沿先进入增益介质并消耗大量反转粒子数，导致脉冲后沿放大倍数不足，造成脉冲波形畸变。前沿高峰值功率易达到sbs阈值。一旦达到sbs阈值，会导致信号光转换为后向传输的stokes光，降低系统转换效率并可能损坏前端器件。
3、专利技术人所知的相关技术中，采用多波长多种子技术，使用两个或多个不同波长的种子源，经过合束后形成频域拼接的种子光，再进行多级光纤放大。该方法能够降低光谱功率密度，减少sbs效应的发生。但是，不同波长的种子光时域重叠，放大过程中会发生四波混频效应，导致输出激光的光谱展宽，而宽光谱并不满足激光雷达、激光探测等领域对窄光谱的需求。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种窄线宽脉冲光纤激光器及其sbs阈值提升方法，解决了相关技术中激光器由于sbs效应导致的峰值功率不足和光谱展宽的问题。
2、为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
3、第一方面，提供一种窄线宽脉冲光纤激光器，包括：
4、种子源和多级光纤放大器；
5、所述种子源包括多个，用于产生多个不同波长的脉冲种子光，
6、多个所述种
7、所述种子源连接有合束器件，通过所述合束器件输出多个所述脉冲种子光首尾拼接的单一光束；
8、所述单一光束经所述多级光纤放大器进行放大，并输出激光。
9、在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述脉冲种子光的脉宽为2～3ns；
10、所述种子源个数，通过如下公式确定：
11、种子源个数＝放大激光的脉冲宽度目标值/脉冲种子光的脉冲宽度。
12、基于第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述脉冲种子光的重复频率f，通过如下公式确定：
13、
14、式中，t为脉冲时间间隔，l为光纤放大级增益光纤的长度，n为增益光纤的纤芯折射率，c为真空中光速。
15、基于第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，时间延迟根据所述脉冲种子光的脉宽确定。
16、基于第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，通过控制每个所述种子源的驱动电路来控制不同波长的所述脉冲种子光之间的时间延迟。
17、基于第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，每个种子源与合束器件之间配置有不同长度的无源光纤，通过所述无源光纤的长度来控制不同波长的所述脉冲种子光之间的时间延迟，通过如下公式计算：
18、
19、式中，l为无源光纤的长度，δt为延迟时间，c为真空中的光速，n为光纤的折射率。
20、基于第一方面的第四种或第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，通过控制每个种子源的驱动电路来控制不同波长的脉冲种子光的脉冲强度；第i+1个脉冲种子光比第i个脉冲种子光的脉冲强度增大设定值，使脉冲形状调制为前沿缓慢递增的类三角形波。
21、基于第一方面的第四种或第五种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述窄线宽脉冲光纤激光器，还包括电光强度调制器，合束器件输出端连接所述电光强度调制器，用于时域波形预整形，使脉冲形状调制为前沿缓慢递增的类三角形波。
22、基于第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述合束器件包括光纤耦合器或光纤合束器。
23、第二方面，提供一种窄线宽脉冲光纤激光器sbs阈值提升方法，包括：
24、确定种子源，所述种子源包括多个用于输出不同波长的脉冲种子光；
25、根据所述脉冲种子光的脉冲宽度，配置多个所述脉冲种子光之间的时间延迟；
26、基于不同波长且带有时间延迟的多个所述脉冲种子光，通过合束器件输出多个所述脉冲种子光首尾拼接的单一光束；
27、对所述单一光束进行时域波形预整形，使脉冲形状调制为前沿缓慢递增的类三角形波；
28、基于整形后的所述脉冲种子光，通过多级光纤放大器进行放大，并输出激光。
29、有益效果：
30、申请的窄线宽脉冲光纤激光器及其sbs阈值提升方法，通过将多个不同波长的脉冲种子光频域+时域拼接，从频域上，将单一波长种子光拆分成多个不同波长种子光，降低了光谱功率密度；从时域上，将脉冲宽度长的种子光拆分成多个脉宽2～3ns的微脉冲；不同波长的脉冲种子光具有一定时延，拼接后时域不重叠，有效避免四波混频效应；在此基础上进一步加以时域波形预整形，解决放大过程中脉冲前沿畸变。基于此，本申请能够有效提升窄脉宽光纤激光放大过程中的sbs阈值，sbs效应得到极大抑制，使窄线宽脉冲光纤激光器实现更高的峰值功率，更好地满足超特定领域对光源的需求。
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1.一种窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
5.根据权利要求1-4任一项所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
6.根据权利要求1-4任一项所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
7.根据权利要求5或6所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
8.根据权利要求5或6所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
10.一种窄线宽脉冲光纤激光器SBS阈值提升方法，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
5.根据权利要求1-4任一项所述的窄线宽脉冲光纤激光器，其特征在于，
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：张昆，程昭晨，李尧，程丹，孙儒峰，胡晓蕾，张浩彬，崔馥洁，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：
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