CN109286120A - 一种保偏光纤激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及保偏光纤激光器。该激光器包括：种子激光源；与种子激光源连接的单包层预放大组件，用于对种子激光进行功率预放大，得到功率为第二阈值的种子激光；与单包层预放大组件连接的双包层预放大组件，用于对功率为第二阈值的种子激光进行功率预放大，得到功率为第三阈值的种子激光；与双包层预放大组件连接的双包层主放大组件，用于对功率为第三阈值的种子激光进行功率主放大，得到功率为第四阈值的种子激光；以及与双包层主放大组件连接的准直器，用于将光纤内的功率为第四阈值的种子激光转变为平行激光输出。通过采用两级预放大和一级主放大的模式，且整个光路结构采用保偏光纤，从而实现最终输出的激光为高功率的线偏光。

Description

一种保偏光纤激光器
技术领域
本发明属于光纤激光技术领域，具体涉及一种保偏光纤激光器。
背景技术
光纤激光器具有体积小、重量轻、结构紧凑灵活、免调节、免维护、高稳定性的优点，能在恶劣的环境中工作，即对灰尘、振荡、冲击、湿度和温度具有很高的容忍度，这是传统激光器无法比的，因此，被广泛应用。在一些特殊应用场合需要高度集成、线偏振输出、光斑小、线宽窄、脉宽窄的激光器，例如应用于倍频、测距，就需要此类激光器，目前此类激光器功率较小，无法满足使用需要。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种保偏光纤激光器，以有效地改善上述问题。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明实施例提供了一种保偏光纤激光器，包括：种子激光源，用于产生功率为第一阈值的种子激光；与所述种子激光源通过保偏光纤连接的单包层预放大组件，用于对所述种子激光进行功率预放大，得到功率为第二阈值的种子激光；与所述单包层预放大组件通过保偏光纤连接的双包层预放大组件，用于对所述功率为第二阈值的种子激光进行功率预放大，得到功率为第三阈值的种子激光；与所述双包层预放大组件通过保偏光纤连接的双包层主放大组件，用于对所述功率为第三阈值的种子激光进行功率主放大，得到功率为第四阈值的种子激光；以及与所述双包层主放大组件通过保偏光纤连接的准直器，用于将光纤内的所述功率为第四阈值的种子激光转变为平行激光输出。
在本发明可选的实施例中，所述单包层预放大组件包括：第一泵浦源、波分复用器和单包层单模掺镱光纤，所述波分复用器的泵浦端与所述第一泵浦源通过保偏光纤连接，所述波分复用器的输入端与所述种子激光源通过保偏光纤连接，所述波分复用器的输出端与所述单包层单模掺镱光纤的一端连接，所述单包层单模掺镱光纤的另一端与所述双包层预放大组件连接。
在本发明可选的实施例中，所述单包层预放大组件包括：左泵浦源、右泵浦源、左波分复用器、右波分复用器和单包层单模掺镱光纤，所述左波分复用器的输入端与所述种子激光源通过保偏光纤连接，所述左波分复用器的泵浦端与所述左泵浦源通过保偏光纤连接，所述左波分复用器的输出端与所述单包层单模掺镱光纤的一端连接，所述单包层单模掺镱光纤的另一端与所述右波分复用器的输入端连接，所述右波分复用器的泵浦端与右泵浦源通过保偏光纤连接，所述右波分复用器的输出端与所述双包层预放大组件通过保偏光纤连接。
在本发明可选的实施例中，所述保偏光纤激光器还包括：第一保偏隔离器，所述种子激光源通过所述第一保偏隔离器与所述单包层预放大组件连接。
在本发明可选的实施例中，所述保偏光纤激光器还包括：第二保偏隔离器，所述单包层预放大组件通过所述第二保偏隔离器与所述双包层预放大组件连接。
在本发明可选的实施例中，所述保偏光纤激光器还包括：第一保偏滤波器，所述第二保偏隔离器通过所述第一保偏滤波器与所述双包层预放大组件连接。
在本发明可选的实施例中，所述双包层预放大组件包括：第二泵浦源、第一多模保偏合束器和第一保偏双包层掺镱光纤，所述第一多模保偏合束器的输入端与所述单包层预放大组件通过保偏光纤连接，所述第一多模保偏合束器的泵浦端与所述第二泵浦源通过保偏光纤连接，所述第一多模保偏合束器的输出端与所述第一保偏双包层掺镱光纤的一端连接，所述第一保偏双包层掺镱光纤的另一端与所述双包层主放大组件连接。
在本发明可选的实施例中，所述保偏光纤激光器还包括：第三保偏隔离器和第二保偏滤波器，所述第一保偏双包层掺镱光纤的另一端顺次通过所述第三保偏隔离器和所述第二保偏滤波器与所述双包层主放大组件连接。
在本发明可选的实施例中，所述双包层主放大组件包括：第三泵浦源、第二多模保偏合束器和第二保偏双包层掺镱光纤，所述第二保偏双包层掺镱光纤的一端与所述双包层预放大组件连接，所述第二保偏双包层掺镱光纤的另一端与所述第二多模保偏合束器的输入端连接，所述第二多模保偏合束器的泵浦端与所述第三泵浦源通过保偏光纤连接，所述第二多模保偏合束器的输出端与所述准直器通过保偏光纤连接。
在本发明可选的实施例中，所述保偏光纤激光器还包括：模场匹配器，所述双包层预放大组件通过所述模场匹配器与所述双包层主放大组件连接，所述模场匹配器用于防止所述双包层预放大组件的输出与所述双包层主放大组件的输入模场不匹配。
本发明实施例提供的保偏光纤激光器，通过采用两级预放大和一级主放大的模式，有效提高了信噪比，使得光谱成分好；且整个光路结构采用保偏光纤，从而实现最终输出的激光为高功率的线偏光。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1示出了本发明实施例提供的一种保偏光纤激光器的结构示意图。
图2示出了本发明实施例提供的一种单包层预放大组件的结构示意图。
图3示出了本发明实施例提供的又一种单包层预放大组件的结构示意图。
图4示出了本发明实施例提供的双包层预放大组件的结构示意图。
图5示出了本发明实施例提供的双包层主放大组件的结构示意图。
图6示出了本发明实施例提供的又一种保偏光纤激光器的结构示意图。
图7示出了本发明实施例提供的种子源信号光通过一级预放大后的输出特性的示意图。
图8示出了本发明实施例提供的种子源信号光通过二级预放大后的输出特性的示意图。
图9示出了本发明实施例提供的种子源信号光通过三级主放大后的输出特性的示意图。
图标：100－保偏光纤激光器；110－种子激光源；120－单包层预放大组件；121－第一泵浦源；1211－左泵浦源；1212－右泵浦源；122－波分复用器；1221－左波分复用器；1222－右波分复用器；123－单包层单模掺镱光纤；130－双包层预放大组件；131－第二泵浦源；132－第一多模保偏合束器；133－第一保偏双包层掺镱光纤；140－双包层主放大组件；141－第三泵浦源；142－第二多模保偏合束器；143－第二保偏双包层掺镱光纤；150－准直器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“左”、“右”、内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。再者，本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。
请参阅图1，为本发明实施例提供的一种保偏光纤激光器100的结构示意图，下面将结合图1对其所包含的组件进行说明。该保偏光纤激光器100包括：种子激光源110、与种子激光源110通过保偏光纤连接的单包层预放大组件120、与单包层预放大组件120通过保偏光纤连接的双包层预放大组件130、与双包层预放大组件130通过保偏光纤连接的双包层主放大组件140以及与双包层主放大组件140通过保偏光纤连接的准直器150。本申请实施例中，通过采用两级预放大和一级主放大的模式，有效提高了信噪比，使得光谱成分好；且整个光路结构采用保偏光纤，从而实现最终输出的激光为高功率的线偏光。
种子激光源110，用于产生功率为第一阈值的种子激光。为了获得窄线宽输出光谱，本实施例中，采用DFB(Distributed Feedback Laser)类型种子源，也即以DFB激光器为种子源，DFB输出光的3dB谱宽＜0.001nm且为线偏输出，消光比＞15dB，由于种子源的输出功率较低，因此需要两级预放大，再通过一个主放大器，从而获得30W平均功率的输出激光。例如，DFB种子源通过调制后，输出脉宽为2ns，频率可调范围为1－1000khz，将种子源频率设置为600khz，输出脉宽为2ns时，输出功率为200μw。
与所述种子激光源110通过保偏光纤连接的单包层预放大组件120，用于对所述种子激光进行功率预放大，得到功率为第二阈值的种子激光，如经过该级预放大后，输出光纤的功率可以达到30mw。由于种子源功率较小，一级预放大采用单包层放大结构。作为第一种可选的实施方式，如图2所示，该单包层预放大组件120包括：第一泵浦源121、波分复用器122(Wavelength Division Multiplexing，WDM)和单包层单模掺镱光纤123。所述波分复用器122的泵浦端与所述第一泵浦源121通过保偏光纤连接，所述波分复用器122的输入端与所述种子激光源110通过保偏光纤连接，所述波分复用器122的输出端与所述单包层单模掺镱光纤123的一端连接，所述单包层单模掺镱光纤123的另一端与所述双包层预放大组件130连接。
其中，第一泵浦源121采用976nm泵浦源，976nm泵浦源的输出功率为200mw，输出尾纤为PM980。
WDM的光纤是与泵浦光纤、单包层单模掺镱光纤123相匹配的PM980。该WDM的作用将泵浦光与信号光耦合到一根光纤中。
而单包层单模掺镱光纤123采用nufern的PM－YSF－HI，其纤芯的数值孔径为0.11，对976nm的吸收系数为250dB/m，光纤长度采用2m。该单包层单模掺镱光纤123(即有源光纤)作为增益介质通过吸收泵浦能量，从而使得有源光纤出现粒子反转，产生受激辐射，使得信号光放大。
作为第二种可选的实施方式，如图3所示，所述单包层预放大组件120包括：左泵浦源1211、右泵浦源1212、左波分复用器1221、右波分复用器1222和单包层单模掺镱光纤123。也即，该单包层预放大组件120包含两个泵浦源和两个波分复用器122。所述左波分复用器1221的输入端与所述种子激光源110通过保偏光纤连接，所述左波分复用器1221的泵浦端与所述左泵浦源1211通过保偏光纤连接，所述左波分复用器1221的输出端与所述单包层单模掺镱光纤123的一端连接，所述单包层单模掺镱光纤123的另一端与所述右波分复用器1222的输入端连接，所述右波分复用器1222的泵浦端与右泵浦源1212通过保偏光纤连接，所述右波分复用器1222的输出端与所述双包层预放大组件130通过保偏光纤连接。本实施例中，两个976nm泵浦源(左泵浦源1211、右泵浦源1212)，分别通过左WDM与右WDM耦合到单包层单模掺镱光纤123中。
其中，需要说明的是，该单包层预放大组件120可以包含一个第一泵浦源121和一个波分复用器122，如左泵浦源1211和左波分复用器1221(此时，该单包层预放大组件120的结构与图2实施方式下的单包层预放大组件120的结构相同)；或者右泵浦源1212和右波分复用器1222，此时，该单包层预放大组件120的结构为：单包层单模掺镱光纤123的一端与种子激光源110连接，所述单包层单模掺镱光纤123的另一端与所述右波分复用器1222的输入端连接，所述右波分复用器1222的泵浦端与右泵浦源1212通过保偏光纤连接，所述右波分复用器1222的输出端与所述双包层预放大组件130通过保偏光纤连接。
与所述单包层预放大组件120通过保偏光纤连接的双包层预放大组件130，用于对所述功率为第二阈值的种子激光进行功率预放大，得到功率为第三阈值的种子激光，如经过该级预放大后，输出光纤的功率可以达到0.7W。经过一级预放大之后，输出光纤的功率大了不少，因此可以采用双包层放大结构来对输出光纤的功率继续预放大。可选地，如图4所示，所述双包层预放大组件130包括：第二泵浦源131、第一多模保偏合束器132(MultimodePolarization Maintaining Combiner，MPMC)和第一保偏双包层掺镱光纤133。所述第一多模保偏合束器132的输入端与所述单包层预放大组件120通过保偏光纤连接，如与上述的右波分复用器1222的输出端连接，或者与上述的单包层单模掺镱光纤123的另一端连接。所述第一多模保偏合束器132的泵浦端与所述第二泵浦源131通过保偏光纤连接。所述第一多模保偏合束器132的输出端与所述第一保偏双包层掺镱光纤133的一端连接，所述第一保偏双包层掺镱光纤133的另一端与所述双包层主放大组件140连接。
其中，第二泵浦源131可以是采用多模半导体激光器，其最大平均输出功率为10W，在室温下的中心波长在915nm处，尾纤为105/125多模光纤，纤芯数值孔径为0.22。采用前向泵浦的方式，通过第一多模保偏合束器132实现泵浦光与信号光的耦合，其泵浦输入端的光纤为105/125多模光纤，纤芯数值孔径为0.22，与泵浦源输出尾纤相匹配，信号端光纤则为PM980，和前面的单包层预放大组件120的输出光纤匹配。输出端光纤为PM10/125DCF，与二级预放大器(双包层预放大组件130)所用增益光纤匹配。增益光纤采用nufern公司的PLMA－YDF－10/125－M保偏双包层掺镱光纤，纤芯和内包层直径分别是10μm和125μm，数值孔径分别为0.075和0.46，包层对915nm泵浦光的吸收系数为1.65dB/m，光纤长度采用8m。
其中，需要说明的是，该双包层预放大组件130也可以包含两个第二泵浦源131，两个第二泵浦源131均采用前向泵浦的方式，通过第一多模保偏合束器132实现泵浦光与信号光的耦合。当然，该双包层预放大组件130也可以包含两个第二泵浦源131和两个第一多模保偏合束器132，一个第二泵浦源131采用前向泵浦的方式，通过一个第一多模保偏合束器132实现泵浦光与信号光的耦合，另一个第二泵浦源131采用后向泵浦的方式，通过另一个第一多模保偏合束器132实现泵浦光与信号光的耦合(该方式可以参见上述单包层预放大组件120包含两个泵浦源和两个波分复用器122的情形)。
与所述双包层预放大组件130通过保偏光纤连接的双包层主放大组件140，用于对所述功率为第三阈值的种子激光进行功率主放大，得到功率为第四阈值的种子激光，如经过该级主放大后，输出光纤的功率可以达到30W以上。经过2级预放大之后，输出光纤的功率可以达到0.7W，因此可以采用双包层放大结构来对输出光纤的功率继续放大。可选地，如图5所示，所述双包层主放大组件140包括：第三泵浦源141、第二多模保偏合束器142和第二保偏双包层掺镱光纤143。所述第二保偏双包层掺镱光纤143的一端与所述双包层预放大组件130连接，如与第一保偏双包层掺镱光纤133的另一端连接；所述第二保偏双包层掺镱光纤143的另一端与所述第二多模保偏合束器142的输入端连接，所述第二多模保偏合束器142的泵浦端与所述第三泵浦源141通过保偏光纤连接，所述第二多模保偏合束器142的输出端与所述准直器150通过保偏光纤连接。本实施例中，该双包层主放大组件140采用反向泵浦的方式可以有效抑制非线性效应，如散射效应(受激布里渊散射SBS和受激拉曼散射SRS等)。这里需要说明一下，为啥二级预放大可以采用正向泵浦的方式，也即前向泵浦的方式，由于二级预放大的泵浦功率小，因此，即使采用前向泵浦的方式，产生的非线性效应也不明显，而由于主放大的泵浦功率大，若采用正向泵浦的方式，其就会导致SRS过高。
其中，可选地，双包层主放大组件140的泵浦(第三泵浦源141)采用2个27W多模半导体激光器，其输出波长为976nm，尾纤为105/125多模光纤，纤芯数值孔径为0.22，该泵浦采用VBG(Volume Bragg Grating，体布拉格光栅)锁波长，可以在一定范围温度内将输出波长稳定在976nm，从而保证双包层主放大组件140效率的稳定性，为了减少输出光纤长度，降低受激拉曼散色(Stimulated Raman Scattering，SRS)，双包层主放大组件140采用后向泵浦方式，通过第二多模保偏合束器142将泵浦光耦合到第二掺镱双包层保偏光纤种，其泵浦输入端光纤105/125多模光纤，纤芯数值孔径为0.22，其信号端光纤为PM20/130DCF，其输出端光纤为PM20/130DCF，与双包层主放大组件140所用增益光纤匹配。增益光纤为nufern公司的PLMA－YDF－20/130－Ⅷ保偏双包层掺镱光纤，纤芯和内包层直径分别是20μm和130μm，数值孔径分别为0.08和0.46，增益光纤对976nm泵浦光的吸收系数为3.4db/m，采用5m长度的增益光纤。
其中，需要说明的是，双包层主放大组件140的第三泵浦源141可以根据输出功率的需要，相应地增加或减少第三泵浦源141的数量，第三泵浦源141的数量越多，其输出功率越大。
与所述双包层主放大组件140通过保偏光纤连接的准直器150，用于将光纤内的所述功率为第四阈值的种子激光转变为平行激光输出。其中，输出终端是尾纤为PM20/130DCF，光斑直径200μm的准直器150(collimator)。
其中，为了防止一级预放大的回光击坏种子源，可以在DFB种子源后面接一个保偏隔离器(polarization Maintaining Isolator)，其最大承受功率为300mw。也即该保偏光纤激光器100还包括：第一保偏隔离器。所述种子激光源110通过所述第一保偏隔离器与所述单包层预放大组件120连接，如，所述种子激光源110通过所述第一保偏隔离器与所述波分复用器122的输入端连接。
其中，为了防止二级预放大过程中产生的放大自发辐射(Amplified SpontaneousEmission，ASE)后向反馈造成器件的损坏，可以在一级预放大输出端连接一个保偏隔离器，其最大承受功率为300mw，输入与输出光纤均为PM980。也即该保偏光纤激光器100还包括：第二保偏隔离器。所述单包层预放大组件120的输出端通过所述第二保偏隔离器与所述双包层预放大组件130连接，如所述单包层单模掺镱光纤123的另一端，或者所述右波分复用器1222的输出端通过所述第二保偏隔离器与所述双包层预放大组件130连接。
此外，为了抑制一级放大产生的放大自发辐射(ASE)，可以添加一个保偏滤波器(filter)，其最大承受功率为300mW，输入与输出光纤均为PM980。也即，所述保偏光纤激光器100还包括：第一保偏滤波器。所述第二保偏隔离器通过所述第一保偏滤波器与所述双包层预放大组件130连接，此外，也可以是所述第一保偏滤波器通过所述第二保偏隔离器与所述双包层预放大组件130连接。
其中，二级预放大输出端与一级预放大输出端一样也可以连接一保偏隔离器与保偏滤波器，其中保偏隔离器与保偏滤波器的最大承受功率均为2W，输出与输入尾纤均为FUD－3460 PMLMA，该光纤与二级预放大的增益光纤匹配。也即，所述保偏光纤激光器100还包括：第三保偏隔离器和第二保偏滤波器，所述双包层预放大组件130(如第一保偏双包层掺镱光纤133的另一端)顺次通过所述第三保偏隔离器和所述第二保偏滤波器与所述双包层主放大组件140连接。
其中，若二级预放大输出端与一级预放大输出端一样也可以连接一保偏隔离器与保偏滤波器时，此时二级预放大的输出光纤为FUD－3460 PMLMA，其纤芯为10μm，而双包层主放大组件140中增益光纤的芯径为20μm，为了防止所述双包层预放大组件130的输出与所述双包层主放大组件140的输入模场不匹配，可以通过一个连接二级预放大输出与三级主放大输入的模场匹配器(Mode Field Adaptor，MFA)从而保证模场不失配。其中，MFA的输入光纤为FUD－3460 PMLMA，输出光纤为PM20/130DCF。
请参阅图6，示出了有一种保偏光纤激光器100的结构示意图，图中的，DFB为种子激光源110，300mwISO为最大承受功率为300mw的保偏隔离器，Pump为泵浦源，WDM为波分复用器122，PMYSF为nufern的PM－YSF－HI单包层单模掺镱光纤123，Filter为保偏滤波器，combiner为多模保偏合束器，10/125PMYDF为nufern公司的PLMA－YDF－10/125－M保偏双包层掺镱光纤，2wISO为最大承受功率为2w的保偏隔离器，MFA为模场匹配器，20/130PMYDF为nufern公司的PLMA－YDF－20/130－Ⅷ保偏双包层掺镱光纤，collimator为准直器150。
为了便于理解上述的过程，下面将结合具体的实验测试数据来说明：
DFB种子源通过调制后，输出脉宽为2ns，频率可调范围为1－1000khz，将种子源频率设置为600khz，输出脉宽为2ns时，输出功率为200μw，功率较低，需对其预放大，通过一级预放大后，输出功率可提升为30mw，一级预放大的总泵浦功率为360mw，由于是小信号放大，因此转换效率仅为8％，在第一滤波器处连接跳线直接测试其光谱与脉宽，种子源经过一级预放大后的脉宽仍为2ns，输出光谱中心波长为1063.8nm，具体如图7所示。种子源信号光通过一级预放大后，功率为30mw，输出功率依旧较小，因此还需要进行二级预放大，30mw的信号光通过二级预放大后，当输入3.0W泵浦功率时，输出功率为0.7W，转换效率为23.3％。放大后的脉宽仍为2ns，中心波长并未改变，仍为1063.8nm，经过滤波器滤波后，光谱成分良好，具体如图8所示。二级预放大的输出功率经过2W保偏隔离器后，降低至500mw，通过MFA耦合到主放大的增益光纤中，主放大的泵浦源为2个27W半导体激光器，主放大的输出功率与泵浦功率成一个线性关系，且当输出功率为20W时，组件并没有达到增益饱和，仍可继续增加输出功率。当泵浦功率为46.3W时，可以获得30.3W的输出功率，对应的光效率为63.8％，其峰值功率与脉冲能量分别为25KW和50μJ。输出激光通过分光套筒与积分球，测试其脉宽与光谱，实验结果表明，种子源通过三级放大并不会改变其脉宽，当输出功率为30W时，光谱中心仍为1063.8nm，3dB谱宽为0.08nm，且光谱成分较好，由于采用976泵浦并且使用反向泵浦方式，从而减短输出光纤长度，因此光谱中基本没有非线性效果，仅在1030nm附近有略微的ASE现象，经测试，该激光器输出光的消光比＞15dB，具体如图9所示。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种保偏光纤激光器，其特征在于，包括：
种子激光源，用于产生功率为第一阈值的种子激光；
与所述种子激光源通过保偏光纤连接的单包层预放大组件，用于对所述种子激光进行功率预放大，得到功率为第二阈值的种子激光；
与所述单包层预放大组件通过保偏光纤连接的双包层预放大组件，用于对所述功率为第二阈值的种子激光进行功率预放大，得到功率为第三阈值的种子激光；
与所述双包层预放大组件通过保偏光纤连接的双包层主放大组件，用于对所述功率为第三阈值的种子激光进行功率主放大，得到功率为第四阈值的种子激光；
以及与所述双包层主放大组件通过保偏光纤连接的准直器，用于将光纤内的所述功率为第四阈值的种子激光转变为平行激光输出。
2.根据权利要求1所述的保偏光纤激光器，其特征在于，所述单包层预放大组件包括：第一泵浦源、波分复用器和单包层单模掺镱光纤，所述波分复用器的泵浦端与所述第一泵浦源通过保偏光纤连接，所述波分复用器的输入端与所述种子激光源通过保偏光纤连接，所述波分复用器的输出端与所述单包层单模掺镱光纤的一端连接，所述单包层单模掺镱光纤的另一端与所述双包层预放大组件连接。
3.根据权利要求1所述的保偏光纤激光器，其特征在于，所述单包层预放大组件包括：左泵浦源、右泵浦源、左波分复用器、右波分复用器和单包层单模掺镱光纤，所述左波分复用器的输入端与所述种子激光源通过保偏光纤连接，所述左波分复用器的泵浦端与所述左泵浦源通过保偏光纤连接，所述左波分复用器的输出端与所述单包层单模掺镱光纤的一端连接，所述单包层单模掺镱光纤的另一端与所述右波分复用器的输入端连接，所述右波分复用器的泵浦端与右泵浦源通过保偏光纤连接，所述右波分复用器的输出端与所述双包层预放大组件通过保偏光纤连接。
4.根据权利要求1所述的保偏光纤激光器，其特征在于，所述保偏光纤激光器还包括：第一保偏隔离器，所述种子激光源通过所述第一保偏隔离器与所述单包层预放大组件连接。
5.根据权利要求1所述的保偏光纤激光器，其特征在于，所述保偏光纤激光器还包括：第二保偏隔离器，所述单包层预放大组件通过所述第二保偏隔离器与所述双包层预放大组件连接。
6.根据权利要求5所述的保偏光纤激光器，其特征在于，所述保偏光纤激光器还包括：第一保偏滤波器，所述第二保偏隔离器通过所述第一保偏滤波器与所述双包层预放大组件连接。
7.根据权利要求1－6任一项所述的保偏光纤激光器，其特征在于，所述双包层预放大组件包括：第二泵浦源、第一多模保偏合束器和第一保偏双包层掺镱光纤，所述第一多模保偏合束器的输入端与所述单包层预放大组件通过保偏光纤连接，所述第一多模保偏合束器的泵浦端与所述第二泵浦源通过保偏光纤连接，所述第一多模保偏合束器的输出端与所述第一保偏双包层掺镱光纤的一端连接，所述第一保偏双包层掺镱光纤的另一端与所述双包层主放大组件连接。
8.根据权利要求7所述的保偏光纤激光器，其特征在于，所述保偏光纤激光器还包括：第三保偏隔离器和第二保偏滤波器，所述第一保偏双包层掺镱光纤的另一端顺次通过所述第三保偏隔离器和所述第二保偏滤波器与所述双包层主放大组件连接。
9.根据权利要求7所述的保偏光纤激光器，其特征在于，所述双包层主放大组件包括：第三泵浦源、第二多模保偏合束器和第二保偏双包层掺镱光纤，所述第二保偏双包层掺镱光纤的一端与所述双包层预放大组件连接，所述第二保偏双包层掺镱光纤的另一端与所述第二多模保偏合束器的输入端连接，所述第二多模保偏合束器的泵浦端与所述第三泵浦源通过保偏光纤连接，所述第二多模保偏合束器的输出端与所述准直器通过保偏光纤连接。
10.根据权利要求7所述的保偏光纤激光器，其特征在于，所述保偏光纤激光器还包括：模场匹配器，所述双包层预放大组件通过所述模场匹配器与所述双包层主放大组件连接，所述模场匹配器用于防止所述双包层预放大组件的输出与所述双包层主放大组件的输入模场不匹配。
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