本發(fā)明涉及窄線寬光纖激光系統(tǒng)，尤其涉及一種高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、高功率窄線寬光纖激光器在工業(yè)加工、科學(xué)研究、國防安全等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。然而，隨著輸出功率的提升，非線性效應(yīng)和模式不穩(wěn)定效應(yīng)開始出現(xiàn)，成為阻礙窄線寬光纖激光器實現(xiàn)更高功率輸出的關(guān)鍵因素。

2、在諸多非線性效應(yīng)中，受激布里淵散射(sbs)是最先出現(xiàn)的一種非線性效應(yīng)。其是信號光、stokes光同聲波相互作用所產(chǎn)生的一種效應(yīng)，具有明顯的閾值特征。當(dāng)超過閾值后，信號光功率將大量轉(zhuǎn)移到后向的stokes光中，對器件安全性和激光器系統(tǒng)穩(wěn)定性具有嚴(yán)重的危害。橫向模式不穩(wěn)定效應(yīng)(tmi)是2010年所發(fā)現(xiàn)的一種新現(xiàn)象，其起源于光纖中的熱致光柵，同樣具有明顯的閾值效應(yīng)。當(dāng)超過模式不穩(wěn)定效應(yīng)閾值后，功率將在基模和高階模之間發(fā)生不規(guī)則轉(zhuǎn)換，降低了輸出功率和光束質(zhì)量。

3、針對上述兩種因素，研究人員進(jìn)行了持續(xù)的探索，但是針對兩種效應(yīng)的抑制措施存在不兼容性。比如，增大模場面積可以降低纖芯功率密度，提升受激布里淵散射閾值，但是模場面積的增加導(dǎo)致光纖可支持模式數(shù)目大量增加，會降低模式不穩(wěn)定效應(yīng)閾值；減小增益光纖的吸收系數(shù)，將會提升模式不穩(wěn)定效應(yīng)閾值，但是為了保證泵浦光的吸收效率，減小增益光纖的吸收系數(shù)會導(dǎo)致光纖長度增加，降低了受激布里淵散射閾值。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中對sbs閾值和tmi閾值的抑制措施存在不兼容性的技術(shù)問題。

2、本申請實施例提供了一種高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，包括：

3、窄線寬連續(xù)信號源，用于輸出連續(xù)的窄線寬激光；

4、信號調(diào)制器，所述信號調(diào)制器設(shè)置在所述窄線寬連續(xù)信號源的輸出端，用于將所述窄線寬激光的持續(xù)時間調(diào)制至納秒量級，以輸出調(diào)制后的信號光；

5、泵浦源輸出裝置，用于輸出泵浦光；

6、合束器，所述合束器的第一輸入端與所述信號調(diào)制器的輸出端連接，所述合束器的第二輸入端與所述泵浦源輸出裝置連接，所述合束器用于將所述信號光和所述泵浦光合并得到合束激光；

7、增益光纖，所述增益光纖的端部與所述合束器的輸出端連接，用于輸出所述合束激光；

8、其中，所述泵浦源輸出裝置輸出的泵浦光周期與所述增益光纖的熱致折射率光柵周期匹配。

9、在一些實施例中，所述信號調(diào)制器包括射頻控制器和強(qiáng)度調(diào)制器，所述強(qiáng)度調(diào)制器的輸入端與所述窄線寬連續(xù)信號源的輸出端連接，所述強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端與所述合束器的第一端連接，所述射頻控制器與所述強(qiáng)度調(diào)制器的控制端連接。

10、在一些實施例中，所述泵浦源輸出裝置包括泵浦源連續(xù)輸出裝置和電流控制器，所述泵浦源連續(xù)輸出裝置的輸出端與所述合束器的第二輸入端連接，用于輸出持續(xù)的泵浦光；所述電流控制器與所述泵浦源連續(xù)輸出裝置的控制端連接，用于調(diào)節(jié)泵浦源連續(xù)輸出裝置輸出泵浦光的輸出周期。

11、在一些實施例中，還包括隔離器，設(shè)置在所述信號調(diào)制器和所述合束器之間，所述隔離器的輸入端與所述信號調(diào)制器的輸出端連接，所述隔離器的輸出端與所述合束器的第一輸出器連接。

12、在一些實施例中，還包括包層光剝除器，所述包層光剝除器設(shè)置在所述增益光纖遠(yuǎn)離所述合束器的一端。

13、在一些實施例中，所述窄線寬連續(xù)信號源為光纖激光器、半導(dǎo)體激光器、固體激光器中的一種。

14、在一些實施例中，所述窄線寬連續(xù)信號源的波長為1-2微米。

15、在一些實施例中，所述窄線寬連續(xù)信號源、所述泵浦源輸出裝置、所述信號調(diào)制器、所述合束器和所述增益光纖之間均通過光纖熔接機(jī)熔接。

16、在一些實施例中，還包括輸出端帽，所述輸出端帽設(shè)置在所述包層光剝除器的輸出端。

17、在一些實施例中，所述輸出端帽為石英材料制成。

18、有益效果：本申請?zhí)峁┝艘环N高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，涉及窄線寬光纖激光系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，包括窄線寬連續(xù)信號源、信號調(diào)制器、泵浦源輸出裝置、合束器和增益光纖，線寬連續(xù)信號源輸出連續(xù)的窄線寬激光后，窄線寬激光經(jīng)過信號調(diào)制器，并被信號調(diào)制器將窄線寬激光的持續(xù)時間調(diào)制至納秒量級，以形成能夠和stoekes光的作用時間減小到納秒量級的信號光，與此同時泵浦源輸出裝置持續(xù)輸出泵浦光周期與增益光纖的熱致折射率光柵周期匹配的泵浦光，窄線寬連續(xù)信號源輸出的信號光和泵浦源輸出裝置輸出的泵浦光在經(jīng)過合束器將信號光和泵浦光高效地耦合到同一根光纖中，并形成合束激光，進(jìn)而被增益光纖輸出。在此過程中，通過對信號和泵浦源的同時調(diào)制，使得本發(fā)明具有全光纖、高sbs閾值和高tmi閾值等優(yōu)勢。

技術(shù)特征：

1.一種高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)制器包括射頻控制器和強(qiáng)度調(diào)制器，所述強(qiáng)度調(diào)制器的輸入端與所述窄線寬連續(xù)信號源的輸出端連接，所述強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端與所述合束器的第一端連接，所述射頻控制器與所述強(qiáng)度調(diào)制器的控制端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，其特征在于，所述泵浦源輸出裝置包括泵浦源連續(xù)輸出裝置和電流控制器，所述泵浦源連續(xù)輸出裝置的輸出端與所述合束器的第二輸入端連接，用于輸出持續(xù)的泵浦光；所述電流控制器與所述泵浦源連續(xù)輸出裝置的控制端連接，用于調(diào)節(jié)泵浦源連續(xù)輸出裝置輸出泵浦光的輸出周期。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，其特征在于，還包括隔離器，設(shè)置在所述信號調(diào)制器和所述合束器之間，所述隔離器的輸入端與所述信號調(diào)制器的輸出端連接，所述隔離器的輸出端與所述合束器的第一輸出器連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，其特征在于，還包括包層光剝除器，所述包層光剝除器設(shè)置在所述增益光纖遠(yuǎn)離所述合束器的一端。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，其特征在于，所述窄線寬連續(xù)信號源為光纖激光器、半導(dǎo)體激光器、固體激光器中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，其特征在于，所述窄線寬連續(xù)信號源的波長為1-2微米。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，其特征在于，所述窄線寬連續(xù)信號源、所述泵浦源輸出裝置、所述信號調(diào)制器、所述合束器和所述增益光纖之間均通過光纖熔接機(jī)熔接。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，其特征在于，還包括輸出端帽，所述輸出端帽設(shè)置在所述包層光剝除器的輸出端。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高sbs閾值和高tmi閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，其特征在于，所述輸出端帽為石英材料制成。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N高SBS閾值和高TMI閾值的窄線寬光纖激光系統(tǒng)，包括窄線寬連續(xù)信號源、信號調(diào)制器、泵浦源輸出裝置、合束器和增益光纖，線寬連續(xù)信號源輸出連續(xù)的窄線寬激光后，窄線寬激光經(jīng)過信號調(diào)制器，并被信號調(diào)制器將窄線寬激光的持續(xù)時間調(diào)制至納秒量級，以形成信號光，與此同時泵浦源輸出裝置持續(xù)輸出泵浦光周期與增益光纖的熱致折射率光柵周期匹配的泵浦光，窄線寬連續(xù)信號源輸出的信號光和泵浦源輸出裝置輸出的泵浦光在經(jīng)過合束器將信號光和泵浦光高效地耦合到同一根光纖中，并形成合束激光，進(jìn)而被增益光纖輸出。在此過程中，通過對信號和泵浦源的同時調(diào)制，使得本發(fā)明具有全光纖、高SBS閾值和高TMI閾值等優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：吳鵬,武春風(fēng),李強(qiáng),陳詩靜,周志謀,魏安康,胡金萌,雷敏,陳鵬宇,張晶,李晴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航天三江集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28