基于受激拉曼散射的激光脉冲尖峰抑制方法及装置与流程

本发明涉及光学与激光光电子技术领域，尤其涉及一种基于受激拉曼散射的激光脉冲尖峰抑制方法和一种基于受激拉曼散射的激光脉冲尖峰抑制装置。

背景技术：

光纤激光器因其效率高、阈值低、光束质量高、紧凑小巧和性价比高等众多的优良特点受到普遍关注，并得到了长足发展。近年来，高峰值功率脉冲光纤放大器在军事、医疗和工业加工等领域也展示出广阔的应用前景。随着光纤激光器或高峰值功率脉冲光纤放大器所输出的光脉冲的不断放大，增益饱和效应会越加显著，光脉冲波形会出现陡峭的前沿，即前沿尖峰。

由于前沿尖峰或其他的脉冲尖峰具有较高的峰值功率，因此容易引起各种非线性效应，从而钳制了光脉冲的进一步放大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：如何抑制或滤除激光脉冲中的脉冲尖峰。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于受激拉曼散射的激光脉冲尖峰抑制方法。该方法包括：

S1、将激光脉冲耦合进拉曼介质，使所述激光脉冲中的脉冲尖峰发生受激拉曼散射；

S2、对所述拉曼介质输出的激光脉冲进行滤波，将发生受激拉曼散射的脉冲尖峰滤除。

进一步地，所述拉曼介质根据受激拉曼散射阈值选取；所述受激拉曼散射阈值由所述激光脉冲中主光脉冲和脉冲尖峰的光强确定。

优选地，所述拉曼介质为光纤。

为解决上述技术问题，本发明还提出了一种基于受激拉曼散射的激光脉冲尖峰抑制装置。该装置包括：

拉曼介质，用于使激光脉冲中的脉冲尖峰发生受激拉曼散射；

光滤波器，连接至所述拉曼介质，用于将拉曼介质输出的激光脉冲中的脉冲尖峰滤除。

优选地，所述拉曼介质为光纤。

本发明使激光脉冲中的脉冲尖峰发生受激拉曼散射，脉冲尖峰因发生受激拉曼散射而波长红移，因此脉冲尖峰和主光脉冲具有了不同的波长。然后根据波长的不同，对经过拉曼介质的激光脉冲进行滤波，将脉冲尖峰滤除，从而得到主光脉冲。由于本发明的脉冲尖峰抑制方法不需要改变激光器或放大器本身的性能，实施过程简单、方便，而且成本较低，因此具有普适性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了根据本发明基于受激拉曼散射的激光脉冲尖峰抑制方法一实施例的流程示意图；

图2示出了根据本发明基于受激拉曼散射的激光脉冲尖峰抑制装置一个实施例的结构示意图；

图3示出了一种因增益饱和效应引起脉冲尖峰的激光脉冲的波形图；

图4示出了本发明基于受激拉曼散射的激光脉冲尖峰抑制装置对图3中的激光脉冲进行处理后的激光脉冲的波形图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

本发明提供一种基于受激拉曼散射的激光脉冲尖峰抑制方法，如 图1所示，该方法包括：

S1、将激光脉冲耦合进拉曼介质，使所述激光脉冲中的脉冲尖峰发生受激拉曼散射；

S2、对所述拉曼介质输出的激光脉冲进行滤波，将发生受激拉曼散射的脉冲尖峰滤除。

由于激光脉冲中的脉冲尖峰在拉曼介质中发生受激拉曼散射，脉冲尖峰因发生受激拉曼散射而波长红移，因此脉冲尖峰和主光脉冲具有了不同的波长。然后根据波长的不同，对经过拉曼介质的激光脉冲进行滤波，将脉冲尖峰滤除，从而得到主光脉冲。由于本发明的脉冲尖峰抑制方法不需要改变激光器或放大器本身的性能，实施过程简单、方便，而且成本较低，因此具有普适性。

拉曼介质可以但不限于光纤，在具体实施过程中自行选择。

在上述方案的具体实施过程中，拉曼介质可以根据受激拉曼散射阈值进行选取。其中，所述受激拉曼散射阈值由所述激光脉冲中主光脉冲和脉冲尖峰的光强确定。

其中，受激拉曼散射阈值，是指发生受激拉曼散射的临界条件。即光强高于该阈值的，就会发生受激拉曼散射，而光强低于该阈值的，就不会发生受激拉曼散射。由于主光脉冲和脉冲尖峰具有不同的光强，且脉冲尖峰的光强较大，因此受激拉曼散射阈值一般会大于主光脉冲的光强，而小于脉冲尖峰的光强。

可根据受激拉曼散射阈值选取拉曼介质的种类及相关的参数。若所选拉曼介质的种类为光纤，还需根据受激拉曼散射阈值选取光纤模场大小、光纤长度等参数匹配的光纤，以使消去脉冲尖峰。

另外，激光脉冲可由光脉冲源发出。

本发明还提供了一种基于受激拉曼散射的激光脉冲尖峰抑制装置，如图2所示，该装置包括：

拉曼介质2，用于使激光脉冲中的脉冲尖峰发生受激拉曼散射；

光滤波器3，连接至所述拉曼介质，用于将拉曼介质输出的激光脉冲中的脉冲尖峰滤除。

图2中的标记1代表激光脉冲源，标记4表示经过光滤波器3滤波后得到的主光脉冲。

脉冲尖峰在拉曼介质中发生受激拉曼散射，脉冲尖峰因发生受激拉曼散射而波长红移，即经过拉曼介质后，脉冲尖峰的波长变长。而主光脉冲因没有发生受激拉曼散射，其波长没有变化。因此脉冲尖峰和主光脉冲的波长产生差异，这样的话，利用光滤波器就可以将脉冲尖峰和主光脉冲分离开，进而将脉冲尖峰滤除，将主光脉冲保留，完成对脉冲尖峰的抑制。

该抑制装置仅采用拉曼介质和光滤波器就可以完成脉冲尖峰的抑制工作，该抑制装置具有结构简单、使用方便、抑制效果好、投资成本低等优点，具有普适性。

其中，拉曼介质可以但不限于光纤。

其中，光滤波器可以是全光纤式的，也可以是空间式的。

如图2所示，由光滤波器输出的激光脉冲可通过光电探测器5接收，接收后的激光脉冲可通过示波器6进行显示，从而对其波形进行观察。

图3为一种因增益饱和效应引起脉冲尖峰的激光脉冲波形图，从该图中可以看出，该激光脉冲中的脉冲尖峰为前沿尖峰。图4为利用本发明的抑制装置对图3中的激光脉冲进行处理后的波形图，可见脉冲尖峰已经得到很好的抑制。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。