压缩光纤激光器自锁模脉冲的结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种压缩光纤激光器自锁模脉冲的结构，是将光纤放大器用于改善光纤激光器的输出性能，如压缩光纤激光器的自锁模脉冲，从而实现高性能连续光纤激光器，属于光纤激光器和光纤放大器技术领域。
【背景技术】
[0002]以连续方式工作的光纤激光器因其小的重量和体积、高光束重量、稳定可靠的性能等等优点正在被越来越多的应用接受。然而，连续的光纤激光器常常会因为光腔受某个扰动因素或噪声激发而产生多纵模，这些重复频率由光腔长度决定的纵模脉冲会因其多次通过增益介质而加强，在激光器的输出上表现为锁模脉冲一样，即在平均光功率上叠加有周期性的脉冲。在很多使用连续光纤激光器的场合，这种周期性的脉冲是一种很大的缺点，因为光功率在时间上不再恒定不变，被应用的系统的性能便不能够得到保证。所以，对于一个连续工作的光纤激光器，这样的自锁模脉冲必须要压缩或消除。尽管已有解决该问题的方法和技术，如采用双端泵浦的激光腔结构，从而减小未泵浦光纤的长度并降低饱和吸收，但是该方法由于需要采用更多的泵浦光源和相关器件而增加了系统的复杂性和造价。在另一个方法里，通过在激光腔内加入一节很长的非增益光纤，从而使得增益光纤的恢复时间明显小于自锁模周期，由于所加入的光纤需要一公里以上的长度，所以显著增加了激光器的重量和体积。
【发明内容】
[0003]本发明针对上述现有减小光纤激光器自锁模脉冲的方法存在的系统的复杂性和造价较贵或增加了激光器的重量和体积的不足，提供结构简单、易于操作、适用面广且具有较高性价比的一种压缩光纤激光器自锁模脉冲的结构。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种压缩光纤激光器自锁模脉冲的结构，其特征是，所述结构是在光纤激光器的输出端与运用系统或测量设备的输入端之间连接包括光纤放大器和可调光衰减器的处理级构成，实现光纤激光器的自锁模脉冲幅度的压缩。
[0005]所述处理级由串联的两级或不少于两级串联组成。
[0006]所述处理级中光纤放大器的输入端连接可调光衰减器，光纤激光器输出端连接可调光衰减器的输入端，以调节光纤放大器的输入激光功率，从而优化该处理级的非饱和放大和饱和放大的性能，处理级输出端可调光衰减器用于对比处理前和处理后的激光功率中连续稳定的分量和脉冲分量的相对大小，从而确定处理后脉冲幅度远小于处理前脉冲幅度。
[0007]所述处理级中可调光衰减器的输入端连接光带通滤波器的输出端，光纤激光器输出端连接光带通滤波器的输入端，光带通滤波器排除不需要的波长成分，从而加强处理系统输出的信噪比和稳定性。
[0008]所述处理级中光带通滤波器输入端连接光隔离器的输出端，光纤激光器输出端连接光隔离器的输入端，从而加强整个处理系统激光传输的单向性，通过消除或降低反向光信号而提高处理系统输出的信噪比和稳定性。
[0009]本发明通过在光纤激光器的输出端连接包括光纤放大器和可调光衰减器构成的处理级，有自锁模现象的连续模式工作的光纤激光器的输出表现为稳定直流分量上叠加了周期的光脉冲，而光脉冲的强度显著大于直流分量的强度。利用光纤放大器对光信号放大的增益饱和特性，通过调节光可调衰减器，使得相对于放大的稳定直流光功率自锁模脉冲成分的放大量最小化，从而取得一种脉冲压缩的效果。这样的处理可以采用一级或多级包括光纤放大器和可调光衰减器构成的处理结构，针对大多数应用，采用两级这样的处理级结构便可以获得显著的自锁模脉冲的压缩。处理后的激光功率中自锁模脉冲成分相对于稳定光功率成分有很大下降，从而可以被应用并满足系统要求。本发明结构简单、易于操作、适用面广，可用于任何具有自锁模现象的连续激光器的自锁模脉冲的压缩。本发明避免了采用多公里长光纤带来的体积重量大和其它由此而来的问题，也可避免采用双向泵浦方法里使用更多的泵浦光源或光能量以及相关器件而带来的系统复杂和高造价的问题。本发明可全部使用市场上可以购买到的材料和器件搭建处理系统，从而可以实现高性价比。本技术方案不改变光纤激光器的本身结构，而通过后置处理系统和简单的调节来实现提高光纤激光器性能。
【附图说明】
[0010]图1为本发明结构框图；
图2为本发明在图1的基础上增加光带通滤波器后的结构框图；
图3为本发明在图2的基础上增加光隔离器后的结构框图；
图4为本发明中若干处理级串联的结构框图；
图中，I光纤激光器，1-1光纤激光器输出端，2光隔离器，2-1光隔离器输入端，2-2光隔离器输出端，3光带通滤波器，3-1光带通滤波器输入端，3-2光带通滤波器输出端，4可调光衰减器，4-1可调光衰减器输入端，4-2可调光衰减器输出端，5光纤放大器，5-1光纤放大器输入端，5-2光纤放大器输出端，6处理级，6-1处理级6输入端，6-2处理级6输出端，7处理级，7-1处理级7输入端，7-2处理级7输出端，8处理级，8-1处理级8输入端，8_2处理级8输出端。
【具体实施方式】
[0011]结合附图和实施例进一步说明本发明。
[0012]实施方式一:如图1所示，本实施例为单级光纤放大器处理级，光纤激光器I的光纤激光器输出端1-1连接到处理级中的可调光衰减器4的可调光衰减器输入端4-1，可调光衰减器输出端4-2连接到光纤放大器5的光纤放大器输入端5-1，光纤放大器输出端5-2连接运用系统的输入端；当需连接测量设备时，光纤放大器输出端5-2连接可调光衰减器以避免测量设备被高功率激光损坏(用光功率计测量光功率数值)，可调光衰减器输出端连接光接收机输入端，光接收机的电输出端口连接示波器。调节光纤放大器5前的可调光衰减器4、并观察示波器上自脉冲幅度的变化，直至自脉冲幅度达到最小，此时，连续稳定的激光成分被光纤放大器5正常放大，而自锁模脉冲被限制放大甚至近似没有放大，所以整体效果就是