CN209913230U - 一种多波长脉冲光纤激光器及激光雷达系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多波长脉冲光纤激光器及激光雷达系统。多波长脉冲光纤激光器包括种子光源模块、泵浦源及至少一级光纤放大模块，所有光纤放大模块的泵浦输入端均与泵浦源连接，种子光源模块的输出端与第一级光纤放大模块的输入端连接；种子光源模块用于发出至少两种不同波长的脉冲激光，包括至少两个激光芯片，每个激光芯片与一根输出光纤连接，每个激光芯片发出一种波长的脉冲激光，且一体封装于种子光源模块内；泵浦源用于为光纤放大模块提供能量；光纤放大模块用于放大种子光源模块产生的脉冲激光，并将放大后的脉冲激光输出。本实用新型的技术方案，可以实现多波长脉冲输出，且具有结构简单、体积小、成本低、性能稳定的优点。

Description

一种多波长脉冲光纤激光器及激光雷达系统

技术领域

本实用新型实施例涉及激光技术，尤其涉及一种多波长脉冲光纤激光器及激光雷达系统。

背景技术

与普通光源相比，激光器发出的激光具有单色性好、亮度高、方向性好等诸多优点，在激光打标、切割、测距、通信等领域得到了广泛的应用。

激光器从运行上分为连续激光器和脉冲激光器。脉冲激光器是指单个激光脉冲宽度小于0.25秒、每间隔一定时间才工作一次的激光器，它具有较大的峰值功率。例如在通信系统的应用中，单波长激光器由于带宽有限，已不能满足人们的需求，为了进一步提高通信带宽和容量，波分复用技术被广泛使用。

在激光雷达的应用中，周边车辆的激光雷达发射与本车同样波长的激光信号，雷达难以区分。在同一条马路上，若有多辆都安装有发射相同波长的激光雷达的车辆相距较近时，这些激光雷达可能会接收到其他雷达发出的光脉冲，从而判定为目标回波，即引起这台雷达被干扰导致错误探测。现有激光雷达一般采用缩小雷达视场角度，缩小感光阵列面积等方式避免外来光信号的干扰。但是这样的措施对其他同波长激光雷达的干扰信号几乎无效。为了提高激光雷达的抗干扰性能，可以结合波分复用技术，采用多波长的脉冲激光器。波分复用系统的光源最直接的方法就是采用多个单波长激光器，但是通过单纯的增加光源数量来满足信道数增加的需要，势必会增加系统的成本和复杂性，因此，如何获得性能稳定的多波长激光脉冲，成为当前激光领域的研究热点。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种多波长脉冲光纤激光器及激光雷达系统，以实现多波长脉冲输出，且具有结构简单、体积小、成本低、性能稳定的优点。

第一方面，本实用新型实施例提供一种多波长脉冲光纤激光器，包括：

种子光源模块、泵浦源以及至少一级光纤放大模块，所有所述光纤放大模块的泵浦输入端均与所述泵浦源连接，所述种子光源模块的输出端与第一级所述光纤放大模块的输入端连接；

所述种子光源模块用于发出至少两种不同波长的脉冲激光，所述种子光源模块包括至少两个激光芯片，每个所述激光芯片与一根输出光纤连接，每个所述激光芯片发出一种波长的脉冲激光，且一体封装于所述种子光源模块内；

所述泵浦源用于为所述光纤放大模块提供能量；

所述光纤放大模块用于放大所述种子光源模块产生的脉冲激光，并将放大后的脉冲激光输出。

可选的，包括至少两级光纤放大模块；至少两级所述光纤放大模块串联设置。

可选的，第一级所述光纤放大模块包括第一波分复用器、第一光隔离器、第一增益光纤以及第一泵浦合束器；

所述第一波分复用器包括至少两个输入端和一个输出端，每个输入端与一个所述激光芯片的输出光纤连接，输出端与所述第一光隔离器的输入端连接；

所述第一光隔离器的输出端通过所述第一增益光纤与所述第一泵浦合束器的第一输入端连接；或者所述第一光隔离器的输出端与所述第一泵浦合束器的第一输入端连接，所述第一泵浦合束器的输出端与所述第一增益光纤连接；

所述第一泵浦合束器的第二输入端与所述泵浦源连接；

最后一级所述光纤放大模块包括第二波分复用器、第二光隔离器、至少两段第二增益光纤、至少两个第二泵浦合束器、第一分束器和至少两个第三光隔离器，其中所述第二波分复用器包括一个输入端和至少两个输出端，所述第一分束器包括一个输入端和至少两个输出端，所述第一分束器的输出端数量、所述第二波分复用器的输出端的数量、所述第二泵浦合束器的数量、所述第二增益光纤的数量和所述第三光隔离器的数量均与所述种子光源模块中激光芯片的数量相同；

所述第二光隔离器的输入端与前一级所述光纤放大模块的输出端连接，所述第二光隔离器的输出端与所述第二波分复用器的输入端连接；

所述第一分束器的输入端与所述泵浦源连接；

所述第二泵浦合束器的第一输入端通过所述第二增益光纤与所述第二波分复用器的每个输出端一一对应连接，所述第二泵浦合束器的第二输入端与所述第一分束器的每个输出端一一对应连接，所述第二泵浦合束器的输出端与所述第三光隔离器的输入端连接；或者所述第二泵浦合束器的第一输入端与所述第二波分复用器的每个输出端一一对应连接，所述第二泵浦合束器的第二输入端与所述第一分束器的每个输出端一一对应连接，所述第二泵浦合束器的输出端与所述第二增益光纤的输入端连接，所述第二增益光纤的输出端与所述第三光隔离器的输入端连接。

可选的，还包括至少一个滤波器，所述滤波器设置于前一级所述光纤放大模块和后一级所述光纤放大模块之间，所述滤波器的输入端与前一级所述光纤放大模块的输出端连接，所述滤波器的输出端与后一级所述光纤放大模块的输入端连接。

可选的，最后一级所述光纤放大模块还包括至少两个准直器，每个所述准直器与最后一级所述光纤放大模块的一个输出端连接。

可选的，所述第一增益光纤和所述第二增益光纤为掺杂相同稀土元素的掺杂光纤。

可选的，还包括第二分束器，所述第二分束器的输入端与所述泵浦源的输出端连接，所述第二分束器的第一输出端与所述第一泵浦合束器的第二输入端连接，所述第二分束器的第二输出端与所述第一分束器的输入端连接。

可选的，所述种子光源模块还包括至少两个准直透镜，所述准直透镜与所述激光芯片一一对应，设置于所述激光芯片与所述输出光纤之间，所述准直透镜用于将所述激光芯片输出的脉冲激光耦合入所述输出光纤。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种激光雷达系统，包括第一方面任一所述的多波长脉冲光纤激光器。

可选的，还包括光接收单元和信号处理单元；

所述光接收单元包括一波分装置以及设置于所述波分装置各输出端的光电探测模块；

所述波分装置包括至少两个波分模块，每个所述波分模块仅透射一种波长的光，并将其他波长的光反射至下一波分模块。

本实用新型实施例提供的多波长脉冲光纤激光器，包括种子光源模块、泵浦源以及至少一级光纤放大模块，所有光纤放大模块的泵浦输入端均与泵浦源连接，种子光源模块的输出端与第一级光纤放大模块的输入端连接；种子光源模块用于发出至少两种不同波长的脉冲激光，种子光源模块包括至少两个激光芯片，每个激光芯片与一根输出光纤连接，每个激光芯片发出一种波长的脉冲激光，且一体封装于种子光源模块内；泵浦源用于为光纤放大模块提供能量；光纤放大模块用于放大种子光源模块产生的脉冲激光，并将放大后的脉冲激光输出。通过将发出不同波长脉冲激光的激光芯片一体封装于种子光源模块内，可以使种子光源模块输出至少两种不同波长的脉冲激光，通过一个泵浦源同时为所有光纤放大模块提供泵浦光，可以简化激光器的结构，降低成本；通过一个种子光源模块输出至少两个波长，实现多波长的脉冲激光输出，且具有结构简单、体积小、成本低、性能稳定的优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种种子光源模块的局部结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图；

图4～图6分别是本实用新型实施例提供的又一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的又一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的又一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的又一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图；

图11是本实用新型实施例提供的一种波分装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。需要注意的是，本实用新型实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本实用新型实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供一种多波长脉冲光纤激光器，该多波长脉冲光纤激光器包括：种子光源模块、泵浦源以及至少一级光纤放大模块，所有光纤放大模块的泵浦输入端均与泵浦源连接，种子光源模块的输出端与第一级光纤放大模块的输入端连接；种子光源模块用于发出至少两种不同波长的脉冲激光，种子光源模块包括至少两个激光芯片，每个激光芯片与一根输出光纤连接，每个激光芯片发出一种波长的脉冲激光，且一体封装于种子光源模块内；泵浦源用于为光纤放大模块提供能量；光纤放大模块用于放大种子光源模块产生的脉冲激光，并将放大后的脉冲激光输出。

可以理解的是，种子光源模块用于产生至少两种不同波长的脉冲激光，其中激光芯片可以为半导体激光芯片，所有激光芯片都封装在种子光源模块内，由于半导体材料对温度敏感，具体实施时，还可以在种子光源模块内封装温度传感器和温控装置，以提高种子光源模块的输出稳定性。根据要输出的脉冲功率，可以选择光纤放大模块的数量，例如输出功率为几十或者几百毫瓦时，可以选用一级放大，输出功率为瓦量级时，可以选用二级放大等。泵浦源可以为多模半导体激光器。

示例性的，以多波长脉冲光纤激光器包括一级光纤放大模块，种子光源模块包括三个激光芯片为例，图1所示为本实用新型实施例提供的一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图。参考图1，本实施例提供的多波长脉冲光纤激光器包括种子光源模块1、泵浦源2以及光纤放大模块3，光纤放大模块3的泵浦输入端与泵浦源2连接，种子光源模块1的输出端与光纤放大模块3的输入端连接；种子光源模块1包括至少三个激光芯片11，每个激光芯片与一根输出光纤12连接，每个激光芯片11发出一种波长的脉冲激光，且一体封装于种子光源模块1内；泵浦源2用于为光纤放大模块3提供能量；光纤放大模块3用于放大种子光源模块1产生的脉冲激光，并将放大后的脉冲激光输出。

可选的，种子光源模块还包括至少两个准直透镜，准直透镜与激光芯片一一对应，设置于激光芯片与输出光纤之间，准直透镜用于将激光芯片输出的脉冲激光耦合入输出光纤。

示例性的，图2所示为本实用新型实施例提供的一种种子光源模块的局部结构示意图。参考图2，种子光源模块还包括准直透镜13，设置于激光芯片11 和输出光纤12之间，准直透镜用于将激光芯片11输出端脉冲激光耦合入输出光纤12。

需要说明的是，图2中示出的准直透镜13为凸透镜仅是示例性的，具体实施时，还可以采用凸透镜和凹透镜组合等其他形式，本实用新型对此不做限定。

本实施例的技术方案，通过将发出不同波长脉冲激光的激光芯片一体封装于种子光源模块内，可以使种子光源模块输出至少两种不同波长的脉冲激光，通过一个泵浦源同时为所有光纤放大模块提供泵浦光，可以简化激光器的结构，降低成本；通过一个种子光源模块输出至少两个波长，实现多波长的脉冲激光输出，且具有结构简单、体积小、成本低、性能稳定的优点。

在上述技术方案的基础上，可选的，本实用新型实施例提供的多波长脉冲光纤激光器包括至少两级光纤放大模块；至少两级光纤放大模块串联设置。

可以理解的是，由于光纤放大模块放大时可能发生饱和，单级放大在某些应用场景中不能满足要求，可以将多级放大模块串联，提高激光脉冲的输出功率。

可选的，第一级光纤放大模块包括第一波分复用器、第一光隔离器、第一增益光纤以及第一泵浦合束器；第一波分复用器包括至少两个输入端和一个输出端，每个输入端与一个激光芯片的输出光纤连接，输出端与第一光隔离器的输入端连接；第一光隔离器的输出端通过第一增益光纤与第一泵浦合束器的第一输入端连接；或者第一光隔离器的输出端与第一泵浦合束器的第一输入端连接，第一泵浦合束器的输出端与第一增益光纤连接；第一泵浦合束器的第二输入端与泵浦源连接；最后一级所述光纤放大模块包括第二波分复用器、第二光隔离器、至少两段第二增益光纤、至少两个第二泵浦合束器、第一分束器和至少两个第三光隔离器，其中第二波分复用器包括一个输入端和至少两个输出端，第一分束器包括一个输入端和至少两个输出端，第一分束器的输出端数量、第二波分复用器的输出端的数量、第二泵浦合束器的数量、第二增益光纤的数量和第三光隔离器的数量均与种子光源模块中激光芯片的数量相同；第二光隔离器的输入端与前一级光纤放大模块的输出端连接，第二光隔离器的输出端与第二波分复用器的输入端连接；第一分束器的输入端与泵浦源连接；第二泵浦合束器的第一输入端通过第二增益光纤与第二波分复用器的每个输出端一一对应连接，第二泵浦合束器的第二输入端与第一分束器的每个输出端一一对应连接，第二泵浦合束器的输出端与第三光隔离器的输入端连接；或者第二泵浦合束器的第一输入端与第二波分复用器的每个输出端一一对应连接，第二泵浦合束器的第二输入端与第一分束器的每个输出端一一对应连接，第二泵浦合束器的输出端与第二增益光纤的输入端连接，第二增益光纤的输出端与第三光隔离器的输入端连接。

示例性的，以下均以多波长脉冲光纤激光器包括两级光纤放大模块，种子光源模块包括三个激光芯片为例，图3所示为本实用新型实施例提供的一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图。参考图3，本实施例提供的多波长脉冲光纤激光器包括第一级光纤放大模块2a和第二级光纤放大模块2b，第一级光纤放大模块2a包括第一波分复用器21a、第一光隔离器22a、第一增益光纤23a以及第一泵浦合束器24a；第一波分复用器21a包括三个输入端和一个输出端，每个输入端与一个激光芯片11的输出光纤12连接，输出端与第一光隔离器22a 的输入端连接；第一光隔离器22a的输出端通过第一增益光纤23a与第一泵浦合束器24a的第一输入端连接；第二级光纤放大模块2b包括第二波分复用器21b、第二光隔离器22b、三段第二增益光纤23b、三个第二泵浦合束器24b、第一分束器25b和三个第三光隔离器26b，其中第二波分复用器21b包括一个输入端和三个输出端，第一分束器25b包括一个输入端和三个输出端；第二光隔离器 22b的输入端与第一级光纤放大模块2a的输出端连接，第二光隔离器22b的输出端与第二波分复用器21b的输入端连接；第一分束器25b的输入端与泵浦源 3连接；第二泵浦合束器24b的第一输入端通过第二增益光纤23b与第二波分复用器21b的每个输出端一一对应连接，第二泵浦合束器24b的第二输入端与第一分束器25b的每个输出端一一对应连接，第二泵浦合束器24b的输出端与第三光隔离器26b的输入端连接。

可以理解的是，图3中所示的第一光纤放大模块和第二光纤放大模块均采用反向泵浦方式，在其他实施例中，第一光纤放大模块和第二光纤放大模块都可以选用正向泵浦或反向泵浦方式，示例性的，图4～图6所示分别为本实用新型实施例提供的又一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图。参考图4，与图3 不同的是，第一光隔离器22a的输出端与第一泵浦合束器24a的第一输入端连接，第一泵浦合束器24a的输出端与第一增益光纤23a连接，第一泵浦合束器 24a的第二输入端与泵浦源3连接，即第一光纤放大模块采用正向泵浦方式。参考图5，与图3不同的是，第二泵浦合束器24b的第一输入端与第二波分复用器21b的每个输出端一一对应连接，第二泵浦合束器24b的第二输入端与第一分束器25b的每个输出端一一对应连接，第二泵浦合束器24b的输出端与第二增益光纤23b的输入端连接，第二增益光纤23b的输出端与第三光隔离器26b 的输入端连接，即第二光纤放大模块采用正向泵浦的方式。参考图6，与图3 不同的是，第一光隔离器22a的输出端与第一泵浦合束器24a的第一输入端连接，第一泵浦合束器24a的输出端与第一增益光纤23a连接，第一泵浦合束器24a的第二输入端与泵浦源3连接；第二泵浦合束器24b的第一输入端与第二波分复用器21b的每个输出端一一对应连接，第二泵浦合束器24b的第二输入端与第一分束器25b的每个输出端一一对应连接，第二泵浦合束器24b的输出端与第二增益光纤23b的输入端连接，第二增益光纤23b的输出端与第三光隔离器26b的输入端连接，即第一光纤放大模块和第二光纤放大模块均采用正向泵浦的方式。具体实施时可以根据需要灵活选择。

需要说明的是，图3～图6只是示例性的实施例，具体实施时，各个器件的位置可以根据实际情况进行调整，例如隔离器的位置可以移动，本实用新型实施例对各个器件的连接顺序不作限定，只需要满足光纤放大器的条件即可。

可选的，本实用新型实施例提供的多波长脉冲光纤激光器还包括至少一个滤波器，滤波器设置于前一级光纤放大模块和后一级光纤放大模块之间，滤波器的输入端与前一级光纤放大模块的输出端连接，滤波器的输出端与后一级光纤放大模块的输入端连接。

示例性的，图7所示为本实用新型实施例提供的又一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图。参考图7，本实施例提供的多波长脉冲光纤激光器还包括一个滤波器4，滤波器4设置于第一级光纤放大模块2a和第二级光纤放大模块 2b之间，滤波器4的输入端与第一级光纤放大模块2a的输出端连接，滤波器4 的输出端与第二级光纤放大模块2b的输入端连接。

可以理解的是，滤波器4只允许种子光源模块1发出的波长的光透过，而阻止其他波长的光透过(例如第一光纤放大模块2a的自发辐射光)，从而滤除噪声，提高激光器的稳定性。

可选的，最后一级光纤放大模块还包括至少两个准直器，每个准直器与最后一级光纤放大模块的一个输出端连接。

示例性的，图8所示为本实用新型实施例提供的又一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图。参考图8，第二级光纤放大模块2b还包括三个准直器27b，每个准直器27b与第二级光纤放大模块2b的一个输出端连接。通过准直器的设置，可以提高激光器输出光的光束质量，以便应用于更多场景。

可选的，第一增益光纤和第二增益光纤为掺杂相同稀土元素的掺杂光纤。

可选的，掺杂光纤包括掺镱光纤、掺铒光纤、双包层铒镱共掺光纤、掺铥光纤中的任意一种。

可以理解的是，掺镱光纤可以用于产生1060nm波段的激光，掺铒光纤和双包层铒镱共掺光纤可以用于产生1550nm波段的激光，掺铥光纤可以用于产生2000nm波段的激光，具体实施时可以根据实际应用场景选择，并使用波长匹配的激光芯片和滤波器。

示例性的，1550nm波段位于第三个低损耗通信窗口，该波段激光对云雾、烟尘有很强的穿透力，而且人眼在1550nm波段的损伤阈值比在1060nm波段的损伤阈值高出四个数量级，所以该激光波段也被称为“人眼安全”激光波段。由于普通掺铒1550nm脉冲光纤激光器可能存在功率较低的问题，本实用新型实施例还可以采用铒镱共掺双包层光纤，有效提高激光器的输出功率。采用铒镱共掺光纤，通过高浓度的Yb³⁺掺杂可以对邻近的Er³⁺起到很好的隔离作用，从而显著地降低Er³⁺的浓度淬灭效应，同时降低Er³⁺之间发生上转换的概率，有效提高增益和输出功率。

图9所示为所示为本实用新型实施例提供的又一种多波长脉冲光纤激光器的结构示意图。参考图9，可选的，本实施例提供的多波长脉冲光纤激光器还包括第二分束器5，第二分束器5的输入端与泵浦源3的输出端连接，第二分束器的第一输出端与第一泵浦合束器24a的第二输入端连接，第二分束器5的第二输出端与第一分束器25b的输入端连接。

在具体实施时，可以合理设计第二分束器5的两个输出端的分光比，可以理解的是，第一级光纤放大模块2a和第二级光纤放大模块2b的泵浦光功率的比值主要依赖于掺杂光纤的吸收效率以及输出光功率值，例如输出光功率为1W，那么第一级和第二级的泵浦光功率的比值一般可以为2:8或者3:7。在本实施例中，两级泵浦光功率比可以设置在2：8～4：6之间。

可选的，泵浦源包括915nm多模半导体激光器、940nm多模半导体激光器或者带体光栅的976nm多模半导体激光器的任意一种。

示例性的，对于铒镱共掺双包层光纤，由于Yb³⁺的吸收谱很宽 (800nm-1000nm)，在915nm和940nm波段的吸收带宽很宽，保证温度等因素引起泵浦源波长漂移不会对放大器有明显影响，带体光栅(VBG)的976nm的激光器可以保证波长锁定在976nm，几乎不随温度漂移，在-35℃到65℃的环境温度下，其波长漂移为0.1nm左右，因此可以提高放大系统对泵浦光的吸收效率，同时也降低了对泵浦激光器波长的要求。

本实用新型实施例还提供一种激光雷达系统，包括上述实施例提供的任意一种多波长脉冲光纤激光器。在具体实施时，种子光源模块和泵浦源都需要驱动电路，其驱动电路可以都由现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)控制，种子源脉宽3ns～5ns，功率为10mW～20mW。通过利用本实用新型实施例提供的多波长脉冲光纤激光器，可以提高激光雷达系统的抗干扰性能。

可选的，本实用新型实施例提供的激光雷达系统还包括光接收单元和信号处理单元；光接收单元包括一波分装置以及设置于波分装置各输出端的光电探测模块；波分装置包括至少两个波分模块，每个波分模块仅透射一种波长的光，并将其他波长的光反射至下一波分模块。

示例性的，图10所示为本实用新型实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图。参考图10，本实施例提供的激光雷达系统包括光发射单元10、光接收单元20和信号处理单元30，其中光发射单元10包括上述实施例提供的任意一种多波长脉冲光纤激光器，光接收单元20包括一波分装置以及设置于波分装置各输出端的光电探测模块。图11所示为本实用新型实施例提供的一种波分装置的结构示意图。参考图11，波分装置包括至少两个波分模块(图11中示意性示出三个波分模块)，每个波分模块仅透射一种波长的光，并将其他波长的光反射至下一波分模块(例如透射波长为λ₁的光波分模块反射波长为λ₂和λ₃的光)，依次类推。在一实施例中，每个波分模块倾斜一定的角度，比如大约倾斜1～2°。可以理解的是，每个波分模块的倾斜角度还可以根据各波分模块之间的相对位置关系来进行确定。

本实施例提供的波分装置采用自由空间滤波的方式，相比于传统光纤器件的波分复用器成本更低，有利于降低激光雷达系统的成本。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种多波长脉冲光纤激光器，其特征在于，包括：

种子光源模块、泵浦源以及至少一级光纤放大模块，所有所述光纤放大模块的泵浦输入端均与所述泵浦源连接，所述种子光源模块的输出端与第一级所述光纤放大模块的输入端连接；

所述种子光源模块用于发出至少两种不同波长的脉冲激光，所述种子光源模块包括至少两个激光芯片，每个所述激光芯片与一根输出光纤连接，每个所述激光芯片发出一种波长的脉冲激光，且一体封装于所述种子光源模块内；

所述泵浦源用于为所述光纤放大模块提供能量；

所述光纤放大模块用于放大所述种子光源模块产生的脉冲激光，并将放大后的脉冲激光输出。

2.根据权利要求1所述的多波长脉冲光纤激光器，其特征在于，包括至少两级光纤放大模块；至少两级所述光纤放大模块串联设置。

3.根据权利要求2所述的多波长脉冲光纤激光器，其特征在于，第一级所述光纤放大模块包括第一波分复用器、第一光隔离器、第一增益光纤以及第一泵浦合束器；

所述第一波分复用器包括至少两个输入端和一个输出端，每个输入端与一个所述激光芯片的输出光纤连接，输出端与所述第一光隔离器的输入端连接；

所述第一光隔离器的输出端通过所述第一增益光纤与所述第一泵浦合束器的第一输入端连接；或者所述第一光隔离器的输出端与所述第一泵浦合束器的第一输入端连接，所述第一泵浦合束器的输出端与所述第一增益光纤连接；

所述第一泵浦合束器的第二输入端与所述泵浦源连接；

最后一级所述光纤放大模块包括第二波分复用器、第二光隔离器、至少两段第二增益光纤、至少两个第二泵浦合束器、第一分束器和至少两个第三光隔离器，其中所述第二波分复用器包括一个输入端和至少两个输出端，所述第一分束器包括一个输入端和至少两个输出端，所述第一分束器的输出端数量、所述第二波分复用器的输出端的数量、所述第二泵浦合束器的数量、所述第二增益光纤的数量和所述第三光隔离器的数量均与所述种子光源模块中激光芯片的数量相同；

所述第二光隔离器的输入端与前一级所述光纤放大模块的输出端连接，所述第二光隔离器的输出端与所述第二波分复用器的输入端连接；

所述第一分束器的输入端与所述泵浦源连接；

所述第二泵浦合束器的第一输入端通过所述第二增益光纤与所述第二波分复用器的每个输出端一一对应连接，所述第二泵浦合束器的第二输入端与所述第一分束器的每个输出端一一对应连接，所述第二泵浦合束器的输出端与所述第三光隔离器的输入端连接；或者所述第二泵浦合束器的第一输入端与所述第二波分复用器的每个输出端一一对应连接，所述第二泵浦合束器的第二输入端与所述第一分束器的每个输出端一一对应连接，所述第二泵浦合束器的输出端与所述第二增益光纤的输入端连接，所述第二增益光纤的输出端与所述第三光隔离器的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的多波长脉冲光纤激光器，其特征在于，还包括至少一个滤波器，所述滤波器设置于前一级所述光纤放大模块和后一级所述光纤放大模块之间，所述滤波器的输入端与前一级所述光纤放大模块的输出端连接，所述滤波器的输出端与后一级所述光纤放大模块的输入端连接。

5.根据权利要求3所述的多波长脉冲光纤激光器，其特征在于，最后一级所述光纤放大模块还包括至少两个准直器，每个所述准直器与最后一级所述光纤放大模块的一个输出端连接。

6.根据权利要求3所述的多波长脉冲光纤激光器，其特征在于，所述第一增益光纤和所述第二增益光纤为掺杂相同稀土元素的掺杂光纤。

7.根据权利要求3所述的多波长脉冲光纤激光器，其特征在于，还包括第二分束器，所述第二分束器的输入端与所述泵浦源的输出端连接，所述第二分束器的第一输出端与所述第一泵浦合束器的第二输入端连接，所述第二分束器的第二输出端与所述第一分束器的输入端连接。

8.根据权利要求1所述的多波长脉冲光纤激光器，其特征在于，所述种子光源模块还包括至少两个准直透镜，所述准直透镜与所述激光芯片一一对应，设置于所述激光芯片与所述输出光纤之间，所述准直透镜用于将所述激光芯片输出的脉冲激光耦合入所述输出光纤。

9.一种激光雷达系统，其特征在于，包括权利要求1～8任一所述的多波长脉冲光纤激光器。

10.根据权利要求9所述的激光雷达系统，其特征在于，还包括光接收单元和信号处理单元；

所述光接收单元包括一波分装置以及设置于所述波分装置各输出端的光电探测模块；

所述波分装置包括至少两个波分模块，每个所述波分模块仅透射一种波长的光，并将其他波长的光反射至下一波分模块。

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