一种随机光纤激光产生系统的制作方法

文档序号:19465258发布日期:2019-12-20 21:14阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种随机光纤激光产生系统,其特征在于:包括激励光产生子系统以及随机光纤激光器谐振腔;

激励光产生子系统产生两路时域稳定的激励光;两路时域稳定的激励光分别从前向和后向注入到随机光纤激光器谐振腔中,随机光纤激光器谐振腔产生随机光纤激光并输出。

2.根据权利要求1所述的随机光纤激光产生系统,其特征在于:激励光产生子系统包括激励源种子、全光纤分束器阵列、激励源种子放大阵列、激励光合束阵列和激励-信号合束模块;

激励源种子产生时域稳定的单频光纤激光或多单频光纤激光;

全光纤分束器阵列将激励源种子发出的激光分为2n路子激光;

激励源种子放大阵列,激励源种子放大阵列包括两个放大子模块,每个放大子模块均包含n路全光纤放大器,分别用于对n路子激励激光的功率放大;

激励光合束阵列,激励光合束阵列包含两个全光纤激励光合束器,每个全光纤激励光合束器将n路功率放大后的激励光合成为一束高功率的激励光输出;

激励-信号合束模块,由两个全光纤激励-信号合束器构成;经两个全光纤激励光合束器合成输出的两路高功率激励光分别经过两个全光纤激励-信号合束器的激励光入射端从前向和后向注入到随机光纤激光器谐振腔中;

所述激励-信号合束模块的两个全光纤激励-信号合束器的信号输出端构成随机光纤激光产生系统的输出端口模块,机光纤激光器谐振腔产生的随机光纤激光经过输出端口模块后导出到自由空间。

3.根据权利要求1或2所述的随机光纤激光产生系统,其特征在于:所述的随机光纤激光器谐振腔为全开腔随机光纤激光器谐振腔;全开腔随机光纤激光器谐振腔由增益-反馈光纤构成,增益-反馈光纤同时提供分布式拉曼增益和随机瑞利散射反馈实现随机光纤激光产生。

4.根据权利要求3所述的随机光纤激光产生系统,其特征在于:全光纤激励光合束器输出的激励光中心波长为λ0,增益-反馈光纤其基质材料对应的拉曼斯托克斯随机光纤激光在波长域的频移量为δλ,在随机光纤激光产生过程中,中心波长为λ0的激励光充当中心波长为λ1的1阶拉曼斯托克斯随机光纤激光的抽运光,通过分布式拉曼增益和随机瑞利散射反馈实现中心波长为λ1的1阶拉曼斯托克斯随机光纤激光的产生和放大,其中λ1=λ0+δλ。

5.根据权利要求1或2所述的随机光纤激光产生系统,其特征在于:所述的随机光纤激光器谐振腔为半开腔随机光纤激光器谐振腔,

半开腔随机光纤激光器谐振腔包括辅助反馈模块和增益-反馈光纤,辅助反馈模块提供前向端面的辅助反馈,增益-反馈光纤提供分布式拉曼放大增益和随机瑞利散射反馈,两者共同作用实现随机光纤激光输出。

6.根据权利要求5所述的随机光纤激光产生系统,其特征在于:辅助反馈模块由k个反馈器件构成,第i个反馈器件的反射峰对应中心波长为λ0的激励光的第i阶拉曼斯托克斯随机光纤激光峰,其中1≤i≤k;设全光纤激励光合束器输出的激励光中心波长为λ0,增益-反馈光纤其基质材料对应的拉曼斯托克斯随机光纤激光在波长域的频移量为δλ,则第i阶拉曼斯托克斯随机光纤激光峰位于λi=λi-1+δλ处;

反馈器件是光纤光栅或sagnac环或者随机动态光纤光栅。

7.根据权利要求6所述的随机光纤激光产生系统,其特征在于:中心波长为λ0的激励光首先通过第1个反馈器件以及增益-反馈光纤提供的分布式拉曼增益和随机瑞利散射反馈转换为中心波长为λ1的1阶拉曼斯托克斯随机光纤激光,其中λ1=λ0+δλ;经放大的中心波长为λ1的1阶拉曼斯托克斯随机光纤激光将作为2阶拉曼斯托克斯随机光纤激光的抽运光,通过第2个反馈器件以及增益-反馈光纤提供的分布式拉曼增益和随机瑞利散射反馈进一步转换为中心波长为λ2的2阶拉曼斯托克斯随机光纤激光,其中λ2=λ1+δλ;依次递推,经放大的中心波长为λk-1的k-1阶拉曼斯托克斯随机光纤激光将作为中心波长为λk的第k阶拉曼斯托克斯随机光纤激光的抽运光,通过第k个反馈器件以及增益-反馈光纤提供的分布式拉曼增益和随机瑞利散射反馈转换为中心波长为λk的第k阶拉曼斯托克斯随机光纤激光,其中λk-1=λk-2+δλ,λk=λk-1+δλ。

8.根据权利要求6所述的随机光纤激光产生系统,其特征在于:反馈器件是光纤光栅、sagnac环或者随机动态光纤光栅。

9.根据权利要求1所述的随机光纤激光产生系统,其特征在于:激励源种子是时域稳定的单频激光器,时域稳定的单频激光器是经光纤耦合输出的固体激光器,或者经光纤耦合输出的半导体激光器,或者分布式布拉格反射型单频光纤激光器,或者分布式反馈型单频光纤激光器,或者环形腔单频光纤激光器。

10.根据权利要求1所述的随机光纤激光产生系统,其特征在于:激励源种子是由时域稳定的单频激光器经外部相位调制产生的时域稳定的多单频激光,其实现方式如下:时域稳定的单频激光器其输出光纤端接入光纤耦合型相位调制器件,对相位调制器件施加外部电学相位调制信号,将单频激光展宽为多单频激光输出;或者激励源种子是由多个不同波长时域稳定的单频激光器合束产生的时域稳定的多单频激光,其实现方式如下:通过全光纤功率合束器或全光纤波分复用器将多个不同波长时域稳定的单频激光器合成为一束时域稳定的多单频激光输出。

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