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专利号: 2020112098383
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种中红外变频激光器用全光纤模块化结构泵浦源,其特征在于,所述泵浦源包括:电学驱动模块,泵浦激光器模块,低功率前级预放大光模块和主功率放大光模块,其中:所述电学驱动模块与所述泵浦激光器模块、低功率前级预放大光模块和主功率放大光模块连接,用于为所述泵浦激光器模块提供多级泵浦电流,接收所述低功率前级预放大光模块发送的第一级光监测反馈和第二级光监测反馈,并根据监测反馈信号,生成泵浦源当前状态信号,接收所述主功率放大光模块发送的温度监测信号和功率监测信号,基于所述温度监测信号和功率监测信号生成出光时序命令,发送给所述泵浦激光器模块;

所述泵浦激光器模块响应于接收到所述出光时序命令和多级泵浦电流,根据所述出光时序命令向所述低功率前级预放大光模块和主功率放大光模块发送泵浦光;

所述低功率前级预放大光模块接收所述泵浦光后产生第一级光监测反馈和第二级光监测反馈发送给所述电学驱动模块,基于所述泵浦光产生经过预放大后的信号光脉冲发送给所述主功率放大光模块;

所述主功率放大光模块接收所述泵浦光和经过预放大后的信号光脉冲,借助所述泵浦光的能量对于经过预放大后的信号光脉冲进行进一步的放大,得到最终的输出信号光输出,并产生自身温度监测信号和功率监测信号发送给所述电学驱动模块;

所述低功率前级预放大光模块包括顺序连接的第一级预放大光路模块,第一级光监测反馈模块,第二级预放大光路模块和第二级光监测反馈模块,其中:所述第一级预放大光路模块用于对于所述电学驱动模块发出的光脉冲种子信号进行第一级放大,得到第一级放大信号;

所述第一级光监测反馈模块用于监测所述第二级预放大光路模块输出的第二级放大信号,以及所述光脉冲种子信号有无;

所述第二级预放大光路模块用于对于所述第一级放大信号进行第二级放大,得到第二级放大信号,将所述第二级放大信号作为经过预放大后的信号光脉冲发送给所述主功率放大光模块;

所述第二级光监测反馈模块用于监测所述第一级放大信号的有无,第二级放大信号功率大小以及所述主功率放大光模块回返光的监测。

2.根据权利要求1所述的泵浦源,其特征在于,所述电学驱动模块包括窄线宽种子源驱动电路、多级泵浦源恒流驱动电路、通讯和控制模块、检测报警模块,其中:所述窄线宽种子源驱动电路用于驱动窄线宽半导体种子源产生纳秒级的光脉冲种子信号,输出给所述低功率前级预放大光模块;

所述多级泵浦源恒流驱动电路用于为所述低功率前级预放大光模块和主功率放大光模块多级放大光路所用到的不同功率等级的泵浦激光器模块提供多级泵浦电流;

所述检测报警模块与所述低功率前级预放大光模块和主功率放大光模块连接,用于根据接收到的所述低功率前级预放大光模块和主功率放大光模块反馈的监测信号对于泵浦源进行温度监测、功率监测和前后向信号光监测,生成泵浦源当前状态信号,并将所述泵浦源当前状态信号发送给所述通讯和控制模块,并检测发现超出预设的安全范围时发出报警信号;

所述通讯和控制模块与所述检测报警模块连接,用于根据接收到的所述泵浦源当前状态信号按时序给出出光时序命令,并将所述出光时序命令反馈给所述泵浦激光器模块。

3.根据权利要求2所述的泵浦源,其特征在于,所述电学驱动模块还包括TEC恒温电控模块,其中,所述TEC恒温电控模块与窄线宽种子源驱动电路连接,用于控制所述窄线宽半导体种子源的温度,以保证所述窄线宽半导体种子源的温度恒定,实现所述窄线宽半导体种子源输出的光脉冲种子信号的中心波长和线宽的稳定。

4.根据权利要求2所述的泵浦源,其特征在于,所述电学驱动模块还包括脉冲时序控制模块,其中,所述脉冲时序控制模块与所述窄线宽种子源驱动电路连接,用于调控所述窄线宽半导体种子源经过电调制后输出的光脉冲种子信号的出射时延。

5.根据权利要求1所述的泵浦源,其特征在于,所述泵浦激光器模块包括三级放大泵浦模块:一级预放大泵浦模块、二级预放大泵浦模块和三级主放大泵浦模块,以发出多级泵浦光。

6.根据权利要求1所述的泵浦源,其特征在于,所述主功率放大光模块包括光纤放大模块,其中:

所述光纤放大模块用于将所述第二级预放大光路模块输出的第二级放大信号进行再次放大,得到最终的输出信号光输出。

7.根据权利要求6所述的泵浦源,其特征在于,所述主功率放大光模块还包括准直隔离输出模块,其中,所述准直隔离输出模块用于对于所述主功率放大光模块最终的输出信号光进行准直和回光隔离。

8.根据权利要求7所述的泵浦源,其特征在于,所述主功率放大光模块还包括监测反馈模块,其中,所述监测反馈模块用于监测所述光纤放大模块和准直隔离输出模块的温度以及所述主功率放大光模块回返光的功率。

9.一种泵浦源系统,其特征在于,所述泵浦源系统包括:权利要求1‑8中任一项所述的泵浦源、1:N信号分束器、N:1保偏信号合束器和准直隔离输出光模块,所述泵浦源包括电学驱动模块,泵浦激光器模块,低功率前级预放大光模块和主功率放大光模块,其中:所述电学驱动模块与1:N信号分束器连接,用于对于所述电学驱动模块输出的脉冲种子信号进行N路信号分束,得到N路脉冲种子信号,每一路脉冲种子信号输入至一对低功率前级预放大光模块和相应的主功率放大光模块中,并由相应的泵浦激光器模块为其提供多级泵浦光;

N个主功率放大光模块的输出连接N:1保偏信号合束器,以将N个主功率放大光模块输出的输出信号光合束成一路,最终通过准直隔离输出光模块输出。