用于波分复用的系统和方法与流程

背景技术：

1、本文描述了用于将波分复用器(wdm)和光纤激光器用于多种目的的系统、方法和制品，诸如高功率拉曼光纤激光器系统。拉曼光纤激光器是光学泵浦的，并且通常可以使用受激拉曼散射作为光放大机制。光学泵浦是一种将光用作功率源以在激光介质中产生光增益的过程。泵浦光子可以被吸收或散射，并且作为被称为“斯托克斯”光子的低频激光光子而被再发射。

2、通常，wdm将在不同光纤上传播的两个或多个单独的波长作为输入，并将在公共光纤上传播的两个波长作为输出。wdm可以增加通过单个光纤传输的信号的数量，从而允许增加光传输设备的容量。由于一些原因，可以在拉曼光纤激光器的输出处使用wdm。例如，wdm可用于对输出进行滤波并去除中间斯托克斯波长(或带外功率)处的功率。wdm也可以用于将输出与在光学泵浦放大器中使用的信号源结合。

3、wdm的特征在于被设计成在wdm中耦合在一起的波长。例如，泵浦波长为1480nm和信号波长为1550nm的铒光纤放大器可能需要设计成将1480nm和1550nm的波长耦合在一起的wdm。当wdm的设计波长被窄间距地放在一起时，设计对诸如锥度比和锥度长度之类的设计参数变得更敏感。相反，当工作波长间距更宽时，设计变得不太敏感。

4、拉曼光纤激光器可具有最终输出，该最终输出是增益介质中的一个或多个斯托克斯位移的结果。拉曼位移来自受激散射。具有多个斯托克斯位移的拉曼激光器被称为级联拉曼光纤激光器(crfl)。当一个斯托克斯中的功率增长得足够高时，在下一个斯托克斯处可能存在足够的增益以便使得受激散射开始。这个过程可能导致在泵浦和最终波长之间的波长处的剩余功率。在除了期望的最终波长之外的波长处的功率被称为带外功率，而在最终期望的斯托克斯波长处的功率被称为带内功率。

5、对于高功率系统，这可能对于wdm导致若干问题。例如，带外斯托克斯光可能在1390nm oh吸收处具有显著的功率。此外，总功率可以耦合到包层模式。这可能导致wdm的较高插入损耗，并且将更多的功率耦合到包层与环氧树脂交界的地方，该环氧树脂将光纤固定到热沉和子安装件。子安装件可以是功率限制部件，并且通常可以具有部件的最短寿命，因为wdm可以包括两个熔合锥体，这两个熔合锥体组合起来具有一个单个熔合锥体的总损耗。单个熔合锥体可以使其损耗在设计波长处被最小化并被控制，但是在其他波长处不被最小化并被控制。当在其它波长处存在过量损耗时，这些波长可以在包层中耗散，在包层处这些波长将由将光纤固定到其子安装件的环氧树脂吸收。

6、已经作出努力来使用倾斜的光纤布拉格光栅减轻1390nm的功率，但是已经证明这些对于非常高的输出功率是不够的。例如，当将功率增加到100瓦以上时，wdm可能随着时间的推移(特别是在一百小时内)经历性能的劣化。

技术实现思路

1、本公开的实施例一般涉及用于各种目的使用具有波分复用器(wdm)的光纤激光器的系统、方法和制品。本公开的实施例可以包括激光系统，其可以包括：光纤激光器；包括光纤的激光路径；以及多个波分复用器(wdm)，定位在光纤中的激光的路径内；其中，多个wdm中的至少一个wdm具有最宽的波长间距并且首先位于激光路径中，从而提供增加的功率稳定性。

2、本公开的实施例还可以包括一种激光系统，包括：高功率拉曼光纤激光器(rfl)；包括光纤的激光路径；第一波分复用器(wdm)，位于激光路径内并耦合光纤，第一wdm首先位于激光路径中；以及第二wdm，位于激光路径内并耦合光纤，第二wdm在激光路径中位于宽wdm之后；其中，第一wdm具有比第二wdm更宽的波长间距，并且第一wdm首先位于激光路径中，从而提供增加的功率稳定性

3、本公开的实施例还可以包括一种增加激光器系统中的功率稳定性的方法，该方法包括：提供拉曼光纤激光器；提供位于激光路径内的多个波分复用器(wdm)，激光路径包括光纤，其中，多个wdm中的至少一个wdm具有最宽的波长间距；首先将wdm中的具有最宽波长间距的至少一个wdm定位在激光路径中，从而提供增加的功率稳定性；以及由拉曼光纤激光器产生通过激光路径的激光。

4、本公开的实施例还可以包括一种增加激光器系统中的功率稳定性的方法，该方法包括：提供拉曼光纤激光器；提供位于激光路径内的多个波分复用器(wdm)，激光路径包括光纤，其中，多个wdm中的至少一个wdm具有最宽的波长间距；首先将wdm中的具有最宽波长间距的至少一个wdm定位在激光路径中，从而提供增加的功率稳定性；以及由拉曼光纤激光器产生通过激光路径的激光，以及使用拉曼激光器作为另一光纤放大器的光泵浦源，其中，拉曼激光泵浦源和待放大的信号源通过wdm耦合在一起进入第二增益介质。

技术特征：

1.一种激光系统，包括：

2.根据权利要求1所述的激光系统，还包括：

3.根据权利要求2所述的激光系统，其中，所述光纤放大器包括铒光纤放大器。

4.根据权利要求2所述的激光系统，其中，所述种子源是1550nm种子激光器。

5.根据权利要求2所述的激光系统，其中，所述第二wdm包括比所述多个wdm中具有最宽波长间距的所述至少一个wdm更长的耦合长度和更宽的滤波。

6.根据权利要求1所述的激光系统，其中，所述光纤激光器是用于光纤放大器的泵浦源。

7.根据权利要求1所述的激光系统，其中，所述光纤激光器包括1480nm拉曼光纤激光器。

8.根据权利要求1所述的激光系统，其中，所述多个wdm中的每一个wdm的传输设计波长是相同的；并且

9.一种激光系统，包括：

10.根据权利要求9所述的激光系统，还包括：

11.根据权利要求10所述的激光系统，其中，所述光纤放大器包括铒光纤放大器。

12.根据权利要求10所述的激光系统，其中，所述种子源是1550nm种子激光器。

13.根据权利要求9所述的激光系统，其中，所述光纤激光器包括1480nm拉曼光纤激光器；并且

14.一种增加激光系统中的功率稳定性的方法，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述种子源是1550nm种子激光器。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第二wdm包括比所述多个wdm中具有最宽波长间距的所述至少一个wdm更长的耦合长度和更宽的滤波。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，所述光纤激光器是用于铒光纤放大器的泵浦源。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述光纤激光器包括1480nm拉曼光纤激光器。

20.根据权利要求14所述的方法，其中，所述多个wdm中的每一个wdm的隔离设计波长是不同的并且不重叠。

技术总结本公开的实施例一般涉及用于各种目的使用具有波分复用器(WDM)的光纤激光器的系统、方法和制品。例如，本文所述的实施方式可与高功率拉曼光纤激光器(RFL)系统等一起使用。提供了一种激光系统，其可以包括：光纤激光器；包括光纤的激光路径；以及多个波分复用器(WDM)，位于激光路径内并耦合光纤；其中，多个WDM中的至少一个WDM具有最宽的波长间距，并且首先位于激光路径中，从而提供增加的功率稳定性。技术研发人员：A·T·格里米斯,A·哈里哈兰,J·W·尼科尔森受保护的技术使用者：OFS菲特尔有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25