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一种抑制光纤激光器尖峰脉冲的方法和设备

文献发布时间:2024-04-18 20:01:30


一种抑制光纤激光器尖峰脉冲的方法和设备

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域,更具体来说,涉及一种抑制光纤激光器尖峰脉冲的方法和设备。

背景技术

光纤振荡器包括泵浦源、激光介质、增益介质和光学元件。泵浦源向激光介质中注入能量,将激活离子激发到激发态。激发态的离子会通过受激辐射产生激光,并在光纤中的增益介质得到放大。光学元件用于实现激光束的调节、输出和控制。

准连续光纤激光器其输出光脉冲的持续时间较长,介于连续波光纤激光器和脉冲光纤激光器之间。准连续激光器通常使用高能量脉冲泵浦源作为能量输入,泵浦源以脉冲形式向激光器介质提供能量,激发增益光纤中的掺杂粒子,再通过适当的谐振腔,产生特定波长的反射和增强,最终形成准连续激光输出。

准连续激光器的脉冲宽度通常在微秒级别或更长,相对于脉冲激光器,它们具有较长的脉冲宽度。准连续激光器通常具有高能量输出能力。准连续激光器的输出较为稳定,脉冲之间的能量和时间间隔相对均匀,可以提供稳定的光源。

振荡器泵浦调制的光纤激光器的泵浦光源经过调制器的调制后,被注入到光纤振荡器中。在振荡器中,光经过多次反射和放大,产生振荡和放大效应,最终形成激光输出。振荡器结构使得光纤激光器具有较高的功率转换效率。振荡器结构中的光学放大过程可以有效地将泵浦光能转换为激光光能,减少能量损失。这使得光纤激光器能够提供较高的输出功率,适用于需要高功率激光的应用,如材料加工和激光通信等领域。

基于振荡器结构的光纤激光器在刚刚加载泵浦信号的瞬间,激光输出不稳定,会形成强脉冲输出,峰值高于稳定输出几倍甚至十几倍,然后再达到稳定输出。这种现象在基于振荡器泵浦调制的准连续激光器中就显得尤为明显,每个脉冲起始都会有强尖峰。

尖峰脉冲的产生对于光纤激光器的应用可能会产生一些不利影响,如产生额外的噪声、降低激光输出的稳定性等,影响整个应用系统的稳定性。因此,在设计和优化准连续激光器时,需要采取一些措施来抑制尖峰脉冲的产生。

目前现有技术一般对抑制尖峰脉冲没有很好的方法。

发明内容

本发明提供了一种抑制光纤激光器尖峰脉冲的方法和设备,有效实现了对光纤激光器输出激光信号中的尖峰脉冲的抑制。

第一方面,本发明提供了一种抑制光纤激光器尖峰脉冲的方法,其所述方法包括:

生成原始泵浦信号,并获取原始泵浦信号的幅度和宽度;

获取基于所述原始泵浦信号生成的第一激光信号的波形,并检测第一激光信号波形中尖峰脉冲的幅度、所述第一激光信号波形稳定时的幅度和相对于原始泵浦信号的延迟时间;

基于所检测的原始泵浦信号的幅度、所述第一激光信号波形稳定时的幅度、所述延迟时间和所述尖峰脉冲的幅度,确定用于抑制所述尖峰脉冲的抑制信号的宽度和起始幅度;

利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号;

利用所述第二泵浦信号来驱动所述光纤激光器生成第二激光信号。

在本发明的一个实施例中,其中所述基于所检测的所述尖峰脉冲的幅度和延迟时间,确定用于抑制所述尖峰脉冲的抑制信号的宽度和起始幅度还包括如下步骤:

计算所述第一激光信号波形稳定时的幅度与所述尖峰脉冲的幅度二者的第一比值,基于所述第一比值和原始泵浦信号的幅度确定所述抑制信号的起始幅度;或者

计算所述原始泵浦信号的幅度和所述尖峰脉冲的幅度二者的第二比值,基于所述第二比值和所述第一激光信号波形稳定时的幅度确定所述抑制信号的起始幅度;以及

将所述延迟时间确定为所述抑制信号的宽度。

在本发明的又一个实施例中,其中所述基于所述第一比值和原始泵浦信号的幅度确定所述抑制信号的起始幅度还包括如下步骤:

将所述第一比值乘以所述原始泵浦信号的幅度来确定所述抑制信号的起始幅度;或者

所述基于所述第二比值和所述第一激光信号波形稳定时的幅度确定所述抑制信号的起始幅度还包括如下步骤:

将所述第二比值乘以所述第一激光信号波形稳定时的幅度确定所述抑制信号的起始幅度。

在本发明的又一个实施例中,其中所述利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号还包括:

紧接着在所述原始泵浦信号的前沿加上所述抑制信号生成第二泵浦信号的波形。

在本发明的又一个实施例中,其中所述紧接着在所述原始泵浦信号的前沿加上所述所述抑制信号生成第二泵浦信号的波形还包括如下步骤:

所述抑制信号从所述起始幅度上升到所述原始泵浦信号的幅度。

在本发明的又一个实施例中,其中所述利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号还包括:

在接收到所述原始泵浦信号时生成所述抑制信号;

将所述原始泵浦信号延迟所述抑制信号的宽度;

将所述生成的抑制信号与所述延迟后的原始泵浦信号相加获得所述第二泵浦信号。

在本发明的另一个实施例中,其中所述利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号还包括:

将所述抑制信号宽度确定为调制信号的宽度;

将所述原始泵浦信号的幅度与所述抑制信号的起始幅度相减的结果确定为调制信号起始幅度;

在接收到所述原始泵浦信号时生成所述调制信号;

将所述原始泵浦信号与所述调制信号相减生成第二泵浦信号。

在本发明的又一个实施例中,其中所述利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号还包括:

将所述抑制信号宽度确定为调制信号的宽度;

将所述原始泵浦信号的幅度与所述抑制信号的起始幅度相减的结果确定为调制信号起始幅度;

将所述原始泵浦信号的宽度扩宽所述抑制信号的宽度;

将所述扩宽后的原始泵浦信号与所述调制信号相减生成第二泵浦信号。

第二方面,本发明还提供了一种抑制光纤激光器尖峰脉冲的设备,其中包括:原始泵浦信号生成装置、激光信号检测装置、第二泵浦信号生成装置、计算装置以及光纤激光器;

所述原始泵浦信号生成装置用于生成原始泵浦信号,获得所述原始泵浦信号的幅度和宽度,并将其反馈给所述计算装置;

所述激光信号检测装置用于获取基于所述原始泵浦信号生成泵浦光驱动所述光纤激光器产生的第一激光信号的波形,并检测第一激光信号波形中尖峰脉冲的幅度、所述第一激光信号波形稳定时的幅度和相对于所述原始泵浦信号的延迟时间,并将其反馈给所述计算装置;

所述计算装置基于所检测的原始泵浦信号的幅度、所述第一激光信号波形稳定时的幅度、所述延迟时间和所述尖峰脉冲的幅度,确定用于抑制所述尖峰脉冲的抑制信号的宽度和起始幅度;

所述第二泵浦信号生成装置利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号;

所述光纤激光器利用所述第二泵浦信号驱动产生泵浦光生成第二激光信号。

在本发明的一个实施例中,所述计算装置还包括:

抑制信号幅度确定装置,其用于:

计算所述第一激光信号波形稳定时的幅度与所述尖峰脉冲的幅度二者的第一比值,将所述第一比值乘以所述原始泵浦信号的幅度来确定所述抑制信号的起始幅度,并反馈给所述第二泵浦信号生成装置;或者

计算所述原始泵浦信号的幅度和所述尖峰脉冲的幅度二者的第二比值,将所述第二比值乘以所述第一激光信号波形稳定时的幅度确定所述抑制信号的起始幅度,并反馈给第二泵浦信号生成装置;以及

抑制信号宽度确定装置,其用于将所述延迟时间确定为所述抑制信号的宽度,并反馈给第二泵浦信号生成装置。

在本发明的另一个实施例中,其中第二泵浦信号生成装置还包括信号生成模块、原始泵浦信号调制模块、合并模块;

所述信号生成模块在接收到所述原始泵浦信号时生成抑制信号;

所述原始泵浦信号调制模块用于将原始泵浦信号延迟;

所述合并模块用于将抑制信号与延迟后的原始泵浦信号相加生成所述第二泵浦信号。

在本发明的另一个实施例中,其中所述原始泵浦信号调制模块用于原始泵浦信号延迟所述抑制信号的宽度。

在本发明的另一个实施例中,所述计算装置还包括:

调制信号宽度确定装置,用于将所述抑制信号宽度确定为调制信号的宽度,并反馈给所述第二泵浦信号生成装置;

调制信号幅度确定装置,用于将所述原始泵浦信号的幅度与所述抑制信号的起始幅度相减的结果确定为调制信号起始幅度,并反馈给第二泵浦信号生成装置。

在本发明的另一个实施例中,其中第二泵浦信号生成装置还包括信号生成模块和合并模块;

所述信号生成模块在接收到所述原始泵浦信号时生成所述调制信号;

所述合并模块用于将调制信号与原始泵浦信号相减生成所述第二泵浦信号。

在本发明的另一个实施例中,其中第二泵浦信号生成装置还包括原始泵浦信号调制模块,其用于将原始泵浦信号的宽度扩宽所述抑制信号宽度;

所述合并模块用于将调制信号与扩宽后的原始泵浦信号相减生成所述第二泵浦信号。

本发明的抑制光纤激光器尖峰脉冲产生的方法通过在泵浦源信号方波前加入一个抑制尖峰脉冲产生的方波,或者其他波形。调整好合适的高度(功率)和宽度(时间),使激光器强脉冲尖峰发生在主方波上升沿阶段,淹没在主方波的上升沿中,使得激光信号完全跟准泵浦源信号,形成标准方波输出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是理想的情况下的泵浦信号与输出激光信号的示意图。

图2A是实际情况下标准方波形状的原始泵浦信号与含有尖峰脉冲的输出激光信号的示意图。

图2B是实验检测用示波器展示的含有尖峰脉冲的输出激光信号的示意图。

图3A-3D是本发明实施例提供的抑制尖峰脉冲泵浦信号和输出激光信号的示意图。

图4A-4E是本发明生成第二泵浦信号的方法示意图。

图5是本发明用于实现抑制光纤激光器尖峰脉冲的装置。

图6是本发明用于实现抑制光纤激光器尖峰脉冲的方法流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

发明概述

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解,给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明,而并非以任何方式限制本发明的范围。相反,提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整,并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1展示理想的情况下的泵浦信号与输出激光信号的示意图。即输出的激光信号没有尖峰脉冲的产生,泵浦信号的脉宽与激光信号的脉宽一致。

图2A示出了实际的泵浦信号与所生成的激光信号。图2A所示的原始泵浦信号是实际的泵浦信号,第一激光信号由原始泵浦信号生成。图中示出第一激光信号总是滞后于原始泵浦信号一段时间,这段延迟时间在图2A中用W表示。其次,第一激光信号在上升沿产生高幅度尖峰脉冲,尖峰脉冲的幅度在图2A中用H表示,图2A中的L表示第一激光信号稳定状态的幅度。

延迟时间W的产生是因为由泵浦源发出的泵浦光进入增益介质中后,由于增益介质为掺稀土元素光纤,因此泵浦光被吸收,吸收了光子能量的稀土离子发生能级跃迁并实现粒子数反转,反转后的粒子经过谐振腔,由激发态跃迁回基态,释放能量,并形成稳定的激光输出,这一过程需要一定的时间。

高幅度尖峰脉冲产生的原因是当泵浦光束刚开始提供能量给激光介质时,光纤振荡器中的激光介质还在响应当中,其增益放大效果尚未建立起来。在这个过程中,激光介质中的激发态粒子(如掺铒光纤中的铒离子)逐渐积累,但激光光子密度较低。随着激发态粒子的积累,当光纤腔中的激光介质响应达到临界条件时,产生的微弱激光信号会经过光纤输出耦合器输出,形成尖峰脉冲。这是因为此时激发态粒子的积累已经足够,通过激发态粒子的受激辐射和自发辐射等过程,微弱激光信号会被突然放大,形成一个突然增强的脉冲信号。尖峰脉冲的峰值H一般是激光信号稳定时幅度L的几倍或几十倍。

随着时间的推移,光纤振荡器中的激发态粒子继续增加,振荡过程逐渐稳定下来,产生连续的激光输出。因此,在泵浦刚刚加载时,尖峰脉冲出现的原因是激发态粒子的积累和激光振荡的建立过程,随后激光输出逐渐稳定。

图2B是实验检测用示波器展示的含有尖峰脉冲的输出激光信号的示意图。从图中可以看出在输出激光信号的上升沿具有一个很强的脉冲,随后,信号波形趋于平稳。

本发明的目的就是使原始泵浦信号与第一激光信号同步和抑制高幅度尖峰脉冲的产生。即,将延迟时间W变小,让其值趋于0。使得第一激光信号主方波上升沿处的尖峰脉冲趋近于消失,即,尖峰脉冲峰值大小H变小,使H趋于L的大小。

由于尖峰脉冲的产生与泵浦光束功率在光纤激光器中激光介质中突然增加有关。通过控制泵浦光束的功率上升幅度,可以减少尖峰脉冲的出现。随后渐进地增加激光介质中的泵浦光束的功率,使激光介质中的激发态粒子逐渐缓慢积累,有助于稳定激光振荡的建立。

下面内容将阐述本申请的所述抑制尖峰脉冲产生方法的原理。

本发明通过给泵浦源输入第二泵浦信号,使脉冲尖峰淹没在第一激光信号上升沿阶段。其中所述第二泵浦信号是通过调制所述原始泵浦信号生成,即将原始泵浦信号前加入一个幅度(功率)为A和宽度(时间)为K的抑制信号。如图3A所示,第二泵浦信号的波形包含301部分和302部分,第二激光信号是由第二泵浦信号生成。其中第二泵浦信号301部分由抑制信号生成,第二泵浦信号302部分由原始泵浦信号生成。下文为了方便描述和与图对应,将第二泵浦信号301部分称为抑制波形301,第二泵浦信号302部分称为原始泵浦波形302。

第二泵浦信号中的抑制波形301先进入泵浦源中,泵浦源基于所述抑制波形301的电流驱动泵浦源产生对应强度的泵浦光束,泵浦光束进入到激光介质,激光介质开始响应。所述抑制波形301宽度K刚好就是从泵浦光束进入激光介质到激光介质的响应完成的时间,当激光介质抵达临界条件时,所述抑制波形301已经进入完毕,所述原始泵浦波形302驱动泵浦源产生的泵浦光束开始进入激光介质。此时激光介质内部积累了一定程度的激发态粒子,激光介质开始产生放大效果,所述抑制波形301所产生的尖峰脉冲与所述第二激光信号的上升沿同步,即,尖峰脉冲与所述第二激光信号的上升沿重叠。由于抑制波形301幅度(功率)小于原始泵浦波形302幅度(功率),所以所述抑制波形301产生的尖峰脉冲的峰值也就小于或等于第二激光信号的幅度,这就会使抑制波形301产生的尖峰淹没在原始泵浦波形302产生的第二激光信号的上升沿中。后续所述原始泵浦波形302的幅度(功率)不变,激光介质也已响应完成,所述第二激光信号与原始泵浦波形302同步,所述第二激光信号的宽度B与原始泵浦波形302的宽度相同,无需额外补偿。此时激光介质已经形成稳定的增益放大,光纤激光器振荡输出开始稳定,故激光信号就会完全跟随泵浦源信号,形成标准方波输出。

所述抑制波形301不仅可以是图3A中所示的方波,也可以是图3B所示的斜坡波形,还可以是图3C和图3D所示的弧形过渡波形。只要所述抑制波形301幅度(功率)A和宽度(时间)K合适,对尖峰脉冲都可以起到良好的抑制效果。

下面将来阐述本发明如何生成所述第二泵浦信号,并基于所述第二泵浦信号产生所述第二激光信号。

由于激光信号中的脉冲高度和延迟时间在每个激光器中并不相同,因此需要提前通过测试获得从加载泵浦信号到获得激光信号输出的延迟时间。并且激光信号中的脉冲高度与初始加载泵浦信号的功率成比例,因此可以通过测试获得它们之间的比例关系。为此,本发明人设计了如下测试步骤:

首先,加载图2A中所示的原始泵浦信号,检测或者直接获取所述原始泵浦信号的幅度V(功率)大小、宽度T(时间)。(对应图6所示步骤601)

第二,获取图2A中所示的基于所述原始泵浦信号生成的第一激光信号的波形,并检测第一激光信号波形中尖峰脉冲的幅度H、第一激光信号波形稳定时的幅度L和相对于原始泵浦信号的延迟时间W。(对应图6所示步骤602)

第三,基于所检测的原始泵浦信号的幅度V(功率)大小、所述尖峰脉冲的幅度H和第一激光信号波形稳定时的幅度L确定用于抑制所述尖峰脉冲的抑制信号的起始幅度A;基于所述延迟时间W,确定用于抑制所述尖峰脉冲的抑制信号的宽度K。(对应图6所示步骤603)

抑制信号的宽度K就是尖峰脉冲相对于所述原始泵浦信号延迟时间W。计算第一激光信号波形稳定时的幅度L与所述尖峰脉冲的幅度H二者的第一比值

例如:假设原始泵浦信号的宽度为50纳秒(ns),幅度为5瓦(w)。第一激光信号宽度为40ns,幅度为10w。尖峰脉冲的延迟时间为10ns,幅度为25w。请注意这里泵浦信号的幅度单位可能为电压(伏)。

设置抑制信号的宽度等于尖峰脉冲的延迟时间,即,10ns。第一激光信号波形稳定时的幅度10w与所述尖峰脉冲的幅度25w的第一比值

在正常工作阶段,利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号。在这一步骤中,有两种方法来生成所述第二泵浦信号,下面将分别阐述两种方法。(对应图6所示步骤604)

方法一:抑制信号的起始幅度A与宽度K都确定好后,开始生成抑制信号,其中抑制信号从所述起始幅度A上升到所述原始泵浦信号的幅度V。抑制信号的波形可以是方波、斜坡、或者其他曲线过渡波形,通过试验获得具体用什么过渡波形可以获得更好的抑制效果。

当原始泵浦信号加载时,开始生成抑制信号,然后将原始泵浦信号延迟所述抑制信号的宽度K时间。如图4A-4D所示,将所述生成的抑制信号与所述延迟后的原始泵浦信号相加获得所述第二泵浦信号。

方法二:抑制信号的起始幅度A与宽度K都确定好后,开始生成调制信号。所述调制信号的宽度大小设置为所述抑制信号宽度K。将原始泵浦信号的幅度V与所述抑制信号的起始幅度A相减的结果确定为调制信号起始幅度。

例如:假设原始泵浦信号的宽度为50纳秒(ns),幅度为5瓦(w)。第一激光信号宽度为40ns,幅度为10w。尖峰脉冲的延迟时间为10ns,幅度为25w。如上文所述,经过计算得到抑制信号的宽度就是10ns,其起始幅度为2w。

则,调制信号的宽度为10ns,原始泵浦信号的幅度5w与所述抑制信号的起始幅度相减的结果为3w,则调制信号起始幅度也就为3w。

调制信号是在接收到所述原始泵浦信号时同步生成。如图4E所示,将原始泵浦信号与调制信号相减生成第二泵浦信号。其中,基于调制信号和原始泵浦信号生成的第二泵浦信号中的稳定状态泵浦波形302的宽度为原始泵浦信号的宽度T减去抑制信号的宽度K。

如果希望产生的第二泵浦信号中的稳定状态泵浦波形302的宽度与原始泵浦信号的宽度相同,那么则需要将原始泵浦信号的宽度扩宽抑制信号的宽度。即,扩宽后的原始泵浦信号的宽度等于原始泵浦信号的宽度T加上抑制信号的宽度K。然后再将扩宽后的原始泵浦信号与调制信号相减生成第二泵浦信号。第二方法与第一方法相比的优点在于不需要延迟电路来延迟所述原始泵浦信号。

利用所述第二泵浦信号来驱动所述光纤激光器生成第二激光信号。(对应图6所示步骤605)

以上通过两个例子来解释如何通过具体的计算来获取第二泵浦信号中抑制波形301的参数,以及如何通过将原始泵浦信号进行扩宽或延迟后与另外生成的调制信号或者抑制信号进行相减或相加操作来生成具有抑制信号的第二泵浦信号的方法,实际上还可以用实验调试的方法来获取抑制波形301的参数,以及直接通过函数信号发生器生成具有抑制信号的第二泵浦信号。

如果抑制波形301的宽度和起始幅度的值将所确定好后,将其输入到函数信号发生器中,可以直接获得具有抑制信号的第二泵浦信号,不需要额外的操作来生成。

通过实验调试的方法来获取抑制波形301的参数需要先估计所述抑制波形301的宽度和起始幅度的值,将所估计的值输入到波形函数发生器直接生成具有抑制信号的第二泵浦信号的波形,利用第二泵浦信号所述来驱动所述光纤激光器生成激光信号。不断改变输入到函数信号发生器中所述抑制波形301的宽度和起始幅度的值,同时观察光纤激光器所输出的激光信号波形中尖峰脉冲与方波的相对位置和抑制情况,直至观察到光纤激光器所输出激光信号与前文所述第二激光信号一致才停止改变。此时函数信号发生器中所记载的数值则是所需要的抑制波形301宽度和起始幅度的确定的值。

在观察过程中,若尖峰脉冲出现的时间超前于方波的上升沿,则逐渐增加抑制波形301的宽度,若尖峰脉冲滞后于方波上升沿,则减小抑制波形301的宽度。若尖峰脉冲的幅度高于方波的幅度,则降低抑制波形301的起始幅度。

以上所列举的第二泵浦信号生成各个方式具体用哪种方式取决于用户的实际需要,并不限于本文所述的具体实施方式。

示例性装置

在介绍了本发明示例性实施方式的方法之后,接下来,参考图5对本发明示例性实施方式可以通过以下装置实现。如图5所示,该装置包括:原始泵浦信号生成装置501、激光信号检测装置504、第二泵浦信号生成装置502、计算装置505以及光纤激光器503,其中,连接方式如下:

所述原始泵浦信号生成装置501用于生成原始泵浦信号。在测试阶段,图5中所示的线路a打开,线路b关闭,原始泵浦信号生成装置501通过线路a将生成的原始泵浦信号直接传递给光纤激光器503。同时获取所述原始泵浦信号的幅度和宽度,并将原始泵浦信号的幅度和宽度反馈给所述计算装置505。

所述光纤激光器503接收到来自线路a传送过来的原始泵浦信号后,原始泵浦信号驱动光纤激光器503中的泵浦源生成对应的泵浦光束,泵浦光束通过光纤激光器503中光学耦合器耦合到光学腔中,光学腔中的激光介质开始增益放大,输出第一激光信号。

所述激光信号检测装置504连接光纤激光器503的输出端,获取基于所述原始泵浦信号生成泵浦光驱动所述光纤激光器503产生的第一激光信号的波形,并检测第一激光信号波形中尖峰脉冲的幅度、所述第一激光信号波形稳定时的幅度和相对于所述原始泵浦信号的延迟时间,并将其反馈给所述计算装置505。

上述操作完成后,进入正常工作阶段。原始泵浦信号生成装置501关闭线路a,不再向光纤激光器503传递原始泵浦信号,将线路b打开,向第二泵浦信号生成装置传送原始泵浦信号。

所述计算装置505接收来自原始泵浦信号生成装置501传递过来的原始泵浦信号的幅度和宽度,以及接收来自激光信号检测装置504传递过来的第一激光信号波形中尖峰脉冲的幅度、所述第一激光信号波形稳定时的幅度和相对于所述原始泵浦信号的延迟时间。基于接收到的数据计算调制信号的宽度和起始幅度,以及抑制信号的宽度和起始幅度。

所述计算装置505包括:抑制信号宽度确定装置506、抑制信号幅度确定装置507。

所述抑制信号宽度确定装置506用于确定抑制信号的宽度。其将将所述延迟时间确定为所述抑制信号的宽度,并将抑制信号的宽度反馈给第二泵浦信号生成装置502。

所述抑制信号幅度确定装置507,其用于确定抑制信号的起始幅度。计算所述第一激光信号波形稳定时的幅度与所述尖峰脉冲的幅度二者的第一比值,将所述第一比值乘以所述原始泵浦信号的幅度来确定所述抑制信号的起始幅度,并将抑制信号的起始幅度反馈给所述第二泵浦信号生成装置502;或者计算所述原始泵浦信号的幅度和所述尖峰脉冲的幅度二者的第二比值,将所述第二比值乘以所述第一激光信号波形稳定时的幅度确定所述抑制信号的起始幅度,并将抑制信号的起始幅度反馈给第二泵浦信号生成装置502。

所述第二泵浦信号生成装置502利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号。第二泵浦信号生成装置502包括信号生成模块511、原始泵浦信号调制模块510、合并模块512。

所述原始泵浦信号调制模块510接收来自原始泵浦信号生成装置501通过线路b传递的原始泵浦信号,同时也接收来自所述抑制信号宽度确定装置506所传递的抑制信号的宽度。原始泵浦信号调制模块510对原始泵浦信号进行延迟抑制信号的宽度。例如,抑制信号的宽度是10ns,那么就将原始泵浦信号延迟10ns。将延迟后的原始泵浦信号发送到合并模块512。

所述信号生成模块511接收来自所述抑制信号宽度确定装置506所传递的抑制信号的宽度,以及接收来自抑制信号幅度确定装置507所传递的抑制信号的起始幅度。然后基于这两个参数,在所述原始泵浦信号调制模块510接收到原始泵浦信号时生成抑制信号,同时将抑制信号发送到合并模块512。

所述合并模块512将接收到的抑制信号与延迟后的原始泵泵浦信号相加生成所述第二泵浦信号。

所述计算装置505还包括:调制信号宽度确定装置508、调制信号幅度确定装置509。

所述调制信号宽度确定装置508用于确定调制信号的宽度。其将将所述延迟时间确定为所述调制信号的宽度,并将调制信号的宽度反馈给第二泵浦信号生成装置502。

所述调制信号幅度确定装置509用于将所述原始泵浦信号的幅度与所述抑制信号的起始幅度相减的结果确定为调制信号起始幅度,并将调制信号的起始幅度反馈给第二泵浦信号生成装置502。

所述原始泵浦信号调制模块510接收来自原始泵浦信号生成装置501通过线路b传递的原始泵浦信号,并将原始泵浦信号发送到合并模块512。

所述信号生成模块511接收来自所述调制信号宽度确定装置508所传递的调制信号的宽度,以及接收来自调制信号幅度确定装置509所传递的调制信号的起始幅度。然后基于这两个参数,在所述原始泵浦信号调制模块510接收到原始泵浦信号时生成调制信号,同时将调制信号发送到合并模块512。

所述合并模块512将接收到的调制信号与原始泵泵浦信号相减生成所述第二泵浦信号。

上述基于原始泵浦信号调制模块510输出的原始泵浦信号与信号生成模块511输出的调制信号在合并模块512中产生的第二泵浦信号中原始泵浦波形302的宽度为原始泵浦信号的宽度减去抑制信号的宽度。若希望合并模块输出的第二泵浦信号的原始泵浦波形302的宽度为原始泵浦信号的宽度,则使第二泵浦信号生成装置502中合并模块512、信号生成模块511和原始泵浦信号调制模块510做如下操作:

所述原始泵浦信号调制模块510接收来自原始泵浦信号生成装置501通过线路b传递的原始泵浦信号,同时也接收来自所述抑制信号宽度确定装置506所传递的抑制信号的宽度。原始泵浦信号调制模块510对原始泵浦信号的宽度扩宽抑制信号的宽度。例如,抑制信号的宽度是10ns,原始泵浦信号的宽度为50ns,那么就将原始泵浦信号的宽度扩宽为60ns。将扩宽后的原始泵浦信号发送到合并模块512。

所述信号生成模块511接收来自所述调制信号宽度确定装置508所传递的调制信号的宽度,以及接收来自调制信号幅度确定装置509所传递的调制信号的起始幅度。然后基于这两个参数,在所述原始泵浦信号调制模块510接收到原始泵浦信号时生成调制信号,同时将调制信号发送到合并模块512。

所述合并模块512将接收到的调制信号与扩宽后的原始泵泵浦信号相减生成所述第二泵浦信号。

所述光纤激光器503利用所述第二泵浦信号驱动产生泵浦光生成第二激光信号。

本发明并不局限于上述所赘述的一种连接方式,可根据具体的应用和设备要求来选择合适的设备和连接方式。在实际应用中,可能需要进行一些调试和优化,以确保装置正常运行并获得所需的泵浦信号特性。

本发明并不限于所公开的具体实施方式,对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益,这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

本发明提供了:

1、一种抑制光纤激光器尖峰脉冲的方法,其中包括:

生成原始泵浦信号,并获取原始泵浦信号的幅度和宽度;

基于所述原始泵浦信号所生成的第一激光信号确定预设的参数;

基于所述预设的参数确定用于抑制所述第一激光信号波形中尖峰脉冲的抑制信号的宽度和起始幅度;

利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号;

利用所述第二泵浦信号来驱动所述光纤激光器生成第二激光信号。

2、根据第1项所述方法,其中所述基于原始泵浦信号所生成的第一激光信号确定预设的参数还包括如下步骤:

获取所述第一激光信号的波形,并检测第一激光信号波形中尖峰脉冲的幅度、所述第一激光信号波形稳定时的幅度和相对于原始泵浦信号的延迟时间;

将所检测的原始泵浦信号的幅度、所述第一激光信号波形稳定时的幅度、所述延迟时间和所述尖峰脉冲的幅度确定为所述预设的参数。

3、根据第1项所述方法,其中所述基于所述预设的参数确定用于抑制尖峰脉冲的抑制信号的宽度和起始幅度还包括如下步骤:

计算所述第一激光信号波形稳定时的幅度与所述尖峰脉冲的幅度二者的第一比值,基于所述第一比值和原始泵浦信号的幅度确定所述抑制信号的起始幅度;或者

计算所述原始泵浦信号的幅度和所述尖峰脉冲的幅度二者的第二比值,基于所述第二比值和所述第一激光信号波形稳定时的幅度确定所述抑制信号的起始幅度;以及

将所述延迟时间确定为所述抑制信号的宽度。

4、根据第3项所述方法,其中所述基于所述第一比值和原始泵浦信号的幅度确定所述抑制信号的起始幅度还包括如下步骤:

将所述第一比值乘以所述原始泵浦信号的幅度来确定所述抑制信号的起始幅度;或者

所述基于所述第二比值和所述第一激光信号波形稳定时的幅度确定所述抑制信号的起始幅度还包括如下步骤:

将所述第二比值乘以所述第一激光信号波形稳定时的幅度确定所述抑制信号的起始幅度。

5、根据第1项所述方法,其中所述利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号还包括:

紧接着在所述原始泵浦信号的前沿加上所述抑制信号生成第二泵浦信号的波形。

6、根据第5项所述方法,其中所述紧接着在所述原始泵浦信号的前沿加上所述所述抑制信号生成第二泵浦信号的波形还包括如下步骤:

所述抑制信号从所述起始幅度上升到所述原始泵浦信号的幅度。

7、根据第1-6中的任何一项所述的方法,其中所述利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号还包括:

在接收到所述原始泵浦信号时生成所述抑制信号;

将所述原始泵浦信号延迟所述抑制信号的宽度;

将所述生成的抑制信号与所述延迟后的原始泵浦信号相加获得所述第二泵浦信号。

8、根据第1项所述的方法,其中所述利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号还包括:

将所述抑制信号宽度确定为调制信号的宽度;

将所述原始泵浦信号的幅度与所述抑制信号的起始幅度相减的结果确定为调制信号起始幅度;

在接收到所述原始泵浦信号时生成所述调制信号;

将所述原始泵浦信号与所述调制信号相减生成第二泵浦信号。

9、根据第1项所述的方法,其中所述利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号还包括:

将所述抑制信号宽度确定为调制信号的宽度;

将所述原始泵浦信号的幅度与所述抑制信号的起始幅度相减的结果确定为调制信号起始幅度;

将所述原始泵浦信号的宽度扩宽所述抑制信号的宽度;

将所述扩宽后的原始泵浦信号与所述调制信号相减生成第二泵浦信号。

10、一种抑制光纤激光器尖峰脉冲的设备,其中包括:

原始泵浦信号生成装置、激光信号检测装置、第二泵浦信号生成装置、计算装置以及光纤激光器;

所述原始泵浦信号生成装置用于生成原始泵浦信号,获得所述原始泵浦信号的幅度和宽度,并将其反馈给所述计算装置;

所述激光信号检测装置基于所述原始泵浦信号所生成的第一激光信号确定预设的参数,并将所述预设参数反馈给所述计算装置;

所述计算装置基于所述预设的参数确定用于抑制所述尖峰脉冲的抑制信号的宽度和起始幅度;

所述第二泵浦信号生成装置利用所述抑制信号调制所述原始泵浦信号,生成第二泵浦信号;

所述光纤激光器利用所述第二泵浦信号驱动产生泵浦光生成第二激光信号。

11、根据第10项所述设备,所述激光信号检测装置还包括:

获取基于所述原始泵浦信号生成的第一激光信号的波形,并检测第一激光信号波形中尖峰脉冲的幅度、所述第一激光信号波形稳定时的幅度和相对于原始泵浦信号的延迟时间;

将所检测的原始泵浦信号的幅度、所述第一激光信号波形稳定时的幅度、所述延迟时间和所述尖峰脉冲的幅度确定为所述预设的参数。

12、根据第10项所述设备,所述计算装置还包括:

抑制信号幅度确定装置,其用于:

计算所述第一激光信号波形稳定时的幅度与所述尖峰脉冲的幅度二者的第一比值,将所述第一比值乘以所述原始泵浦信号的幅度来确定所述抑制信号的起始幅度,并反馈给所述第二泵浦信号生成装置;或者

计算所述原始泵浦信号的幅度和所述尖峰脉冲的幅度二者的第二比值,将所述第二比值乘以所述第一激光信号波形稳定时的幅度确定所述抑制信号的起始幅度,并反馈给第二泵浦信号生成装置;以及

抑制信号宽度确定装置,其用于将所述延迟时间确定为所述抑制信号的宽度,并反馈给第二泵浦信号生成装置。

13、根据第12项所述设备,其中第二泵浦信号生成装置还包括信号生成模块、原始泵浦信号调制模块、合并模块;

所述信号生成模块在接收到所述原始泵浦信号时生成抑制信号;

所述原始泵浦信号调制模块用于将原始泵浦信号延迟;

所述合并模块用于将抑制信号与延迟后的原始泵浦信号相加生成所述第二泵浦信号。

14、根据第13项所述设备,其中所述原始泵浦信号调制模块用于

原始泵浦信号延迟所述抑制信号的宽度。

15、根据第12项所述设备,所述计算装置还包括:

调制信号宽度确定装置,用于将所述抑制信号宽度确定为调制信号的宽度,并反馈给所述第二泵浦信号生成装置;

调制信号幅度确定装置,用于将所述原始泵浦信号的幅度与所述抑制信号的起始幅度相减的结果确定为调制信号起始幅度,并反馈给第二泵浦信号生成装置。

16、根据第15项所述设备,其中第二泵浦信号生成装置还包括信号生成模块和合并模块;

所述信号生成模块在接收到所述原始泵浦信号时生成所述调制信号;

所述合并模块用于将调制信号与原始泵浦信号相减生成所述第二泵浦信号。

17、根据第15项所述设备,其中第二泵浦信号生成装置还包括原始泵浦信号调制模块,其用于将原始泵浦信号的宽度扩宽所述抑制信号宽度;

所述合并模块用于将调制信号与扩宽后的原始泵浦信号相减生成所述第二泵浦信号。

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