本发明涉及光纤放大器，尤其涉及一种铒镱共掺光纤放大系统及其提升功率的方法。
背景技术：
1、高功率、窄线宽、线偏振连续波激光在非线性变频、激光雷达、相干探测等领域具有重要的应用，这种激光通常是采用单纵模光纤激光器后接光纤放大器的全光纤型主振荡功率放大器(master oscillator power-amplifier，mopa)获得，且全光纤结构具有柔韧性好、热管理简单、易操作免维护等优点。特别是在1560nm波长处，通过周期性极化的锂铌酸晶体(periodically poled lithium niobate，ppln)进行倍频可以获得780nm窄线宽激光，在基于铷(rb)原子的精密测量中具有重要应用。
2、对于1.5μm波段的光纤放大器而言，因掺铒光纤(erbium-doped optical fiber，edf)过高掺杂浓度时会发生团簇等材料效应而影响高功率光纤放大效果，目前的高功率光纤放大器中，已普遍采用了铒镱共掺双包层光纤(erbium-ytterbium co-doped double-cladding fiber，ey-dcf)作为增益光纤，这就使得，可选用较短增益光纤实现对1.5μm波段窄线宽激光的高功率光纤放大，非常有利于抑制受激布里渊散射(stimulated brillouinscattering，sbs)等影响。迄今，采用纤芯25μm大模场ey-dcf的光纤放大器，对khz线宽1.5μm波段线偏振激光的输出功率已达56.4w。但是，对由较细纤芯的ey-dcf构建的线偏振光纤放大器，khz线宽激光单模输出功率仅在10w左右。
3、为此，人们通过采用吸收系数相对较低的915nm泵浦带，khz线宽1.5μm波段线偏振激光输出功率可达10.9w，但该方案要求增益光纤长度相对较长，不利于抑制sbs效应。同样是基于抑制反向镱离子放大自发辐射(ytterbium-doped amplified spontaneousemission，yb-ase)自激的考虑，通过在光纤放大器中构建环形或线形谐振腔，对于khz线宽的1.5μm波段激光，输出功率也仅达10.4w。通过注入1-μm波段辅助信号光来抑制泵浦输入端附近yb3+反转粒子积累，以消除反向yb-ase自激，并利用放大的1-μm波段辅助信号光作为ey-dcf后端的辅助泵浦源，对于1.5μm波段khz线宽激光，输出功率依然均不超过10w。
技术实现思路
1、本发明提供了一种铒镱共掺光纤放大系统及其提升功率的方法，可以抑制反向镱自发辐射和进行辅助泵浦，提高了1.5μm波段的单纵模线偏振激光的输出功率。
2、第一方面，本发明实施例提供了一种铒镱共掺光纤放大系统，包括：激光源和放大器；
3、所述激光源包括种子源和至少一个辅助激光源；
4、所述种子源用于输出1.5μm波段的单纵模线偏振激光，至少一个所述辅助激光源用于输出1μm波段的第一辅助激光和第二辅助激光；
5、所述放大器包括至少一个泵浦源、第一波分复用器、泵浦合束器、铒镱共掺双包层光纤、泵浦剥离器以及第二波分复用器；所述泵浦源用于输出泵浦光；
6、所述种子源的输出端与所述第一波分复用器的第一输入端连接，所述辅助激光源的输出端与所述第一波分复用器的第二输入端连接，所述第一波分复用器的输出端与所述泵浦合束器的第一输入端连接，所述泵浦源的输出端与所述泵浦合束器的第二输入端连接，所述泵浦合束器的输出端与所述铒镱共掺双包层光纤的输入端连接，所述铒镱共掺双包层光纤的输出端与所述泵浦剥离器的输入端连接，所述泵浦剥离器的输出端与所述第二波分复用器的输入端连接，所述第二波分复用器的第一输出端用于输出放大后1.5μm波段的单纵模线偏振激光，所述第二波分复用器的第二输出端用于输出1μm波段的激光；
7、所述单纵模线偏振激光、所述第一辅助激光以及所述第二辅助激光经过所述第一波分复用器和所述泵浦合束器后入射至所述铒镱共掺双包层光纤，所述泵浦源输出的泵浦光经过所述泵浦合束器后入射至所述铒镱共掺双包层光纤，所述第一辅助激光和所述第二辅助激光用于抑制反向镱自发辐射和进行辅助泵浦，以提高1.5μm波段的单纵模线偏振激光的输出功率。
8、可选的，所述放大器还包括准直隔离器；
9、所述第二波分复用器的第一输出端和所述准直隔离器的输入端连接。
10、可选的，所述辅助激光源的数量为一个或两个；
11、所述辅助激光源用于输出1030nm的第一辅助激光和1040nm的第二辅助激光；
12、所述第一辅助激光和所述第二辅助激光的输出功率均小于或等于1.4w。
13、可选的，所述泵浦源的数量为一个或两个；
14、当所述泵浦源的数量为一个时，所述泵浦源的输出功率为50w；
15、当所述泵浦源的数量为两个时，所述泵浦源的输出功率均为25w。
16、可选的，所述单纵模线偏振激光的波长为1560nm，线宽为1khz，输出功率为2w。
17、可选的，所述铒镱共掺双包层光纤的纤芯直径范围为10μm～12μm，所述铒镱共掺双包层光纤的数值孔径为0.2，所述铒镱共掺双包层光纤的长度为3.8m。
18、可选的，所述泵浦源包括976nm波长的半导体激光二极管。
19、可选的，所述泵浦合束器的输入端包括单模光纤，所述泵浦合束器的输出端包括双包层光纤。
20、可选的，所述泵浦剥离器的输入端和所述泵浦剥离器的输出端均包括双包层光纤；
21、所述第一波分复用器的输出端至所述铒镱共掺双包层光纤的输入端的光纤的长度包括0.6m，所述铒镱共掺双包层光纤的输出端至所述准直隔离器的输出端的光纤的长度包括1.5m，所述放大器中光纤的总长度包括6.5m。
22、第二方面，本发明实施例还提供了一种提升铒镱共掺光纤放大系统输出功率的方法，采用上述实施例所述的铒镱共掺光纤放大系统实现，该方法包括：
23、控制种子源输出1.5μm波段的单纵模线偏振激光，至少一个辅助激光源输出1μm波段的第一辅助激光和第二辅助激光，同时控制泵浦源输出泵浦光；
24、所述单纵模线偏振激光、所述第一辅助激光以及所述第二辅助激光经过第一波分复用器和泵浦合束器后入射至铒镱共掺双包层光纤，所述泵浦源输出的泵浦光经过所述泵浦合束器后入射至所述铒镱共掺双包层光纤，所述第一辅助激光和所述第二辅助激光用于抑制反向镱自发辐射和进行辅助泵浦，以提高1.5μm波段的单纵模线偏振激光的输出功率。
25、本发明实施例提供了一种铒镱共掺光纤放大系统及其提升功率的方法，在铒镱共掺光纤放大系统中单纵模线偏振激光、第一辅助激光以及第二辅助激光经过第一波分复用器和泵浦合束器后入射至铒镱共掺双包层光纤，泵浦源输出的泵浦光经过泵浦合束器后入射至铒镱共掺双包层光纤，第一辅助激光和第二辅助激光用于抑制反向镱自发辐射和进行辅助泵浦，能够提高1.5μm波段的单纵模线偏振激光的输出功率。本发明实施例提供的铒镱共掺光纤放大系统使得1.5μm波段的单纵模线偏振激光的输出功率显著提升，并且结构简单灵活，制作方便，光光转换效率大幅提升，使得放大器热量降低，热管理简单。
26、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。