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一種用于激光雷達的低重頻納秒級全光纖激光器的制作方法

文檔序號:12716117閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種用于激光雷達的低重頻納秒級全光纖激光器,其特征在于,包括:主振蕩級光纖種子源系統(tǒng)和光纖放大器系統(tǒng),所述主振蕩級光纖種子源系統(tǒng),用于輸出特定脈寬和重頻的納秒級脈沖信號,光纖放大器系統(tǒng)器,用于將所述納秒級脈沖信號放大后輸出;

主振蕩級光纖種子源系統(tǒng)包括:第一泵浦源和諧振腔,其中,所述諧振腔包含:第一波分復用器、第一增益光纖、光耦合器、激光鎖模裝置、單模傳輸光纖,第一波分復用器、第一增益光纖、光耦合器、激光鎖模裝置、單模傳輸光纖依次光學連接形成閉合環(huán)形腔;

第一泵浦源連接第一波分復用器的泵浦光輸入端,第一波分復用器的公共輸出端連接第一增益光纖的一端,第一增益光纖的另一端連接光耦合器的輸入端,光耦合器的第一輸出端連接激光鎖模裝置的輸入端,光耦合器的第二輸出端連接光纖放大系統(tǒng),激光鎖模裝置的輸出端連接單模傳輸光纖的一端,單模傳輸光纖的另一端連接第一波分復用器的信號光輸入端;

第一泵浦源提供的第一泵浦光經過第一波分復用器被耦合傳輸至第一增益光纖,經過增益放大后通過光耦合器傳輸至激光鎖模裝置,產生特定脈寬和重復頻率的納秒級脈沖信號,所述納秒級脈沖信號依次經過單模傳輸光纖、第一波分復用器、第一增益光纖,經過增益放大后,一部分納秒級脈沖信號由光耦合器的第二輸出端輸出腔外,一部分納秒級脈沖信號由光耦合器的第一輸出端輸出在諧振腔內繼續(xù)振蕩;

光纖放大器系統(tǒng)包括:第一光隔離器、第二光隔離器、第一級光纖預放大器、第二級主放大器以及脈沖輸出裝置,第一級光纖預放大器包含:第二泵浦源、第二波分復用器和第二增益光纖,第二級主放大器包含:第三泵浦源、光合束器和第三增益光纖;

第二泵浦源連接第二波分復用器的泵浦光輸入端,第二波分復用器的信號光輸入端連接第一光隔離器的輸出端,第一光隔離器的輸入端連接光耦合器的第二輸出端,第二波分復用器的公共輸出端連接第二增益光纖的一端,第二增益光纖的另一端連接第二光隔離器的輸入端,第二光隔離器的輸出端連接光合束器的信號光輸入端,第三泵浦源連接光合束器的泵浦光輸入端,光合束器的公共輸出端連接第三增益光纖的一端,第三增益光纖的另一端連接脈沖輸出裝置;

主振蕩級光纖種子源系統(tǒng)中光耦合器的第二輸出端輸出的納秒級脈沖信號通過第一光隔離器后傳輸至第一級光纖預放大器,通過第二波分復用器被耦合進入第二增益光纖,同時第二泵浦源提供的第二泵浦光通過第二波分復用器被耦合也進入第二增益光纖,所述納秒級脈沖信號和第二泵浦光經增益放大后產生第一激光,然后第一激光經過第二光隔離器后進入第二級光纖主放大器中的光合束器,同時第三泵浦源提供的第三泵浦光也進入第二級光纖主放大器中的光合束器,第一激光和第三泵浦光被耦合產生第二激光,然后第一激光進入第三增益光纖進行增益放大,產生高功率脈沖激光,最后經過脈沖輸出裝置輸出。

2.如權利要求1所述的用于激光雷達的低重頻納秒級全光纖激光器,其特征在于,所述第一增益光纖、第二增益光纖、第三增益光纖分別由摻雜稀土元素鉺或鐿的有源光纖組成。

3.如權利要求1所述的用于激光雷達的低重頻納秒級全光纖激光器,其特征在于,所述激光鎖模裝置為碳納米管可飽和吸收體。

4.如權利要求1所述的用于激光雷達的低重頻納秒級全光纖激光器,其特征在于,所述激光鎖模裝置為石墨烯可飽和吸收體。

5.如權利要求1所述的用于激光雷達的低重頻納秒級全光纖激光器,其特征在于,所述激光鎖模裝置為半導體可飽和吸收鏡和光纖環(huán)形器,其中,半導體可飽和吸收鏡連接光纖環(huán)形器的反射端,光纖環(huán)形器的輸入端連接光耦合器的第一輸出端,光纖環(huán)形器的輸出端連接單模傳輸光纖的一端。

6.如權利要求1所述的用于激光雷達的低重頻納秒級全光纖激光器,其特征在于,所述納秒級脈沖信號光的脈寬為1ns—10ns,所述納秒級脈沖信號光的重頻為100KHZ—1MHZ。

7.如權利要求1所述的用于激光雷達的低重頻納秒級全光纖激光器,其特征在于,單模傳輸光纖為零色散點在1310±10nm的單模光纖。

8.如權利要求1所述的用于激光雷達的低重頻納秒級全光纖激光器,其特征在于,單模傳輸光纖為色散補償光纖,其中,所述色散補償光纖在1.5μm處為正色散。

9.如權利要求1所述的用于激光雷達的低重頻納秒級全光纖激光器,其特征在于,單模傳輸光纖由零色散點為1310±10nm的單模光纖和色散補償光纖組成。

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