抑制放大自发辐射的光控光纤放大器的制作方法

1.本实用新型涉及激光雷达领域，具体涉及一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器。


背景技术：

2.应用于激光雷达的发射源通常为脉冲光纤放大器，普通的脉冲光纤放大器是采用脉冲的种子光源，再加上连续光泵浦的放大器结构。普通的脉冲激光器的问题在于ase较大，在没有种子光脉冲的时间段内，连续的泵浦光一直在泵浦形成反转粒子数，这部分反转粒子数因为没有种子光脉冲的消耗，很容易形成放大自发辐射（ase）的输出，降低了输出激光的信噪比，从而造成激光雷达的探测性能下降。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，以降低ase，并通过调整控制光的持续时间来控制信号光的增益。
4.为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案实现：
5.一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，包括信号光源、隔离器、第一合束器、增益光纤、第二合束器、连续泵浦光源、滤波器、控制光光源、调制器；
6.所述信号光源发出的脉冲信号光经过隔离器后，经第一合束器后耦合到增益光纤中；
7.所述控制光光源经调制器调制后输出脉冲控制光，脉冲控制光经第一合束器后耦合到增益光纤中；
8.所述连续泵浦光源输出连续泵浦光，所述连续泵浦光经过第二合束器后耦合到所述到增益光纤，对增益光纤进行泵浦；
9.所述增益光纤形成粒子数反转，对脉冲信号光和脉冲控制光进行分时放大，放大的脉冲信号光和脉冲控制光经所述滤波器后从两个端口分别输出信号光和控制光。
10.进一步的，所述信号光源采用半导体激光器，其波长为1530 nm到1560 nm的任一波长。
11.进一步的，所述控制光光源采用半导体激光器，其波长为1535nm。
12.进一步的，所述增益光纤采用掺铒光纤或铒镱共掺光纤。
13.进一步的，所述光纤类型为单模光纤或多模光纤，光纤结构为单包层光纤或双包层光纤。
14.进一步的，所述泵浦光源采用半导体激光器，其波长为900nm~1000nm。
15.进一步的，所述泵浦光源与第二合束器连接，设置在增益光纤前端或后端。
16.进一步的，所述调制器、控制光光源与第一合束器依次连接，设置在增益光纤前端或后端。
17.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
18.本实用新型有效降低了ase，并通过控制脉冲控制光的持续时间和光强，可以控制脉冲信号光的增益大小。
附图说明
19.图1 本发明实施例1中抑制放大自发辐射的光控光纤放大器示意图；
20.图2 本发明抑制放大自发辐射的光控光纤放大器的脉冲时序示意图；
21.其中，1-信号光源，2-隔离器，3-第一合束器，4-增益光纤，5-第二合束器，6-滤波器，7-控制光光源，8-调制器，9-连续泵浦光源。
具体实施方式
22.下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
23.请参照图1本实施例提供一种一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，包括信号光源1、隔离器2、第一合束器3、增益光纤4、第二合束器5、滤波器6、控制光光源7、调制器8、连续泵浦光源9。
24.在本实施例中，信号光源1是一种脉冲输出的半导体激光器，其发出的脉冲信号光经过所述隔离器2后，再经所述第一合束器3耦合到所述增益光纤4中，所述控制光光源7经所述调制器8调制后输出脉冲控制光，脉冲控制光经所述第一合束器3后耦合到所述增益光纤4中；所述连续泵浦光源9输出连续泵浦光，连续泵浦光经所述第二合束器5后耦合到所述到增益光纤4中，对所述增益光纤4进行泵浦。
25.在本实施例中，在连续泵浦光源持续泵浦时，增益光纤一直处于粒子数反转状态，当第一个脉冲信号光进入增益光纤后，反转粒子数被消耗，脉冲信号光得到放大。当第一个脉冲信号光结束后，增益光纤继续处于粒子数反转状态，如果在第二个脉冲信号光进入增益光纤前没有消耗掉反转粒子数，就会形成放大自发辐射光（ase）。所以本实用新型当第一个脉冲信号光结束后，把脉冲控制光耦合进入到增益光纤，持续消耗反转粒子数，直到第二个脉冲信号光进入增益光纤前δt时刻结束，脉冲控制光持续时间内，反转粒子数被消耗，不会形成ase，只有一个被放大的脉冲控制光。在δt时间段内，泵浦光源继续泵浦增益光纤，为第二个脉冲信号光放大积累所需的反转粒子数。δt的时间跟增益光纤的上能级寿命相关，并可人为控制δt的大小，从而控制在δt时间段内积累的反转粒子数的多少，进而控制脉冲信号光所得到的增益大小。
26.具体的，参考图2，在本实施例中，图2的t1~t2，t4~t5，为脉冲信号光的持续时间，t2~t3，t5~t6位脉冲控制光的持续时间，δt=t4~t3。脉冲信号光光强为ps，脉冲控制光光强为pc。所述泵浦光源连续泵浦所述增益光纤4形成粒子数反转，当第一个脉冲信号光进入所述增益光纤4后，反转粒子数被消耗，脉冲信号光得到放大。当第一个脉冲信号光结束后，脉冲控制光进入到所述增益光纤4，持续消耗反转粒子数，直到第二个脉冲信号光t3时刻结束，脉冲控制光持续时间内，反转粒子数被消耗，不会形成ase，只有一个被放大的脉冲控制光。在δt=t4~t3时间段内，所述泵浦光源继续泵浦所述增益光纤4，为第二个脉冲信号光放大积累所需的反转粒子数。δt的时间跟增益光纤的上能级寿命相关，并可人为控制δt的大小，从而控制在δt时间段内积累的反转粒子数的多少，进而控制脉冲信号光所得到的增益大小。
27.优选的，所述增益光纤4对脉冲信号光和脉冲控制光进行分时放大，放大的脉冲信号光和放大的脉冲控制光经所述滤波器6后从两个端口分别输出放大的脉冲信号光和放大的脉冲控制光。
28.优选的，所述控制光光源7的波长为1535nm，因所述增益光纤4在1535nm具有最强的荧光谱，可以最有效地消耗掉无信号光时的反转粒子数。
29.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。


技术特征：
1.一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，其特征在于，包括信号光源、隔离器、第一合束器、增益光纤、第二合束器、连续泵浦光源、滤波器、控制光光源、调制器；所述信号光源发出的脉冲信号光经过隔离器后，经第一合束器后耦合到增益光纤中；所述控制光光源经调制器调制后输出脉冲控制光，脉冲控制光经第一合束器后耦合到增益光纤中；所述连续泵浦光源输出连续泵浦光，所述连续泵浦光经过第二合束器后耦合到所述到增益光纤，对增益光纤进行泵浦；所述增益光纤形成粒子数反转，对脉冲信号光和脉冲控制光进行分时放大，放大的脉冲信号光和脉冲控制光经所述滤波器后从两个端口分别输出信号光和控制光。2.根据权利要求1所述的一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，其特征在于，所述信号光源采用半导体激光器，其波长为1530 nm到1560 nm的任一波长。3.根据权利要求1所述的一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，其特征在于，所述控制光光源采用半导体激光器，波长为1535nm。4.根据权利要求1所述的一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，其特征在于，所述增益光纤采用掺铒光纤或铒镱共掺光纤。5.根据权利要求4所述的一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，其特征在于，所述光纤类型为单模光纤或多模光纤，光纤结构为单包层光纤或双包层光纤。6.根据权利要求1所述的一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，其特征在于，所述泵浦光源采用半导体激光器，其波长为900nm~1000nm。7.根据权利要求1所述的一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，其特征在于，所述所述泵浦光源与第二合束器连接，设置在增益光纤前端或后端。8.根据权利要求1所述的一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，其特征在于，所述调制器、控制光光源与第一合束器依次连接，设置在增益光纤前端或后端。

技术总结
本实用新型涉及一种抑制放大自发辐射的光控光纤放大器，包括信号光源、隔离器、第一合束器、增益光纤、第二合束器、连续泵浦光源、滤波器、控制光光源、调制器；本实用新型引入一个脉冲控制光，在无脉冲信号光的时间段内进入到增益光纤中，消耗掉在此器件连续泵浦光源所泵浦到上能级的反转粒子数，在有脉冲信号光的时间段内无脉冲控制光。采用这种结构有效降低了ASE，并通过控制脉冲控制光的持续时间和光强，可以控制脉冲信号光的增益大小。可以控制脉冲信号光的增益大小。可以控制脉冲信号光的增益大小。


技术研发人员：丁广雷 鲍日焰 卢登连 黄兴端 朱守糥 张哨峰
受保护的技术使用者：福建海创光电技术股份有限公司
技术研发日：2021.05.17
技术公布日：2022/1/14