本发明属于激光，具体涉及一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置。
背景技术：
1、光纤激光进行功率放大时通常因为增益介质的能带竞争以及增益不平坦，会面临信号光光谱信噪比急速下降的问题，即出现强ase噪声现象。在进行功率放大时，如果信号光波长不在增益介质增益峰附近，这种现象尤为突出，这不仅劣化了激光的光谱质量，同时还降低了能量转换效率，容易造成器件损坏。目前针对强ase噪声现象，主要由以下几种方式进行抑制：1)使用多级光谱滤波；2)对增益光纤进行小半径盘绕，提高弯曲损耗(technol.lett.16,2448(2004).)；3)对增益光纤进行热管理；4)对增益光纤组分以及结构进行调控，通过对能带结构进行调整，使其增益峰产生位移(opt.express 16,13657(2008).)。
2、近年来，随着光纤锁模激光器的不断发展，大功率光纤锁模激光器已经被广泛的应用于各个领域，例如工业加工、医疗诊断、神经科学等。不同的应用场景对光纤锁模激光器也提出新要求新挑战，例如需要能够输出不同波长的光纤激光器。然而这些波长如果位于增益介质增益带宽的边缘处，即其增益系数相对比增益峰有着几倍甚至数量级上的差别，这就导致较为困难地获得高功率高光谱信噪比的激光输出。以往，研究者们为了获得不同波长的激光，会采用非线性频率变换技术。虽然该技术可以有效的获得超越增益介质增益带宽的波长，但由于其结构复杂、环境稳定性较差等缺点，限制了其更为广泛的应用。因此，如何突破增益不平坦的限制，获得高功率、高光谱信噪比以及高能量转换率的特殊波长激光输出是一个非常值得研究探索的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述提出的问题，本发明提出了一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置。该系统利用了光谱滤波技术以及同带能量循环利用技术，在提升信号光功率时实现了ase噪声抑制，提高了光谱信噪比；对ase噪声进行循环利用使其形成连续激光，然后利用增益介质的重吸收效应，提高了能量转换效率。
2、本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
3、一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置，包括激光种子源、第一光纤型隔离器、第一环形器、第一增益光纤、第一合束器、第一泵浦源、第一带反反射元件、第二环形器、第二增益光纤、第二合束器、第二带反反射元件、第二泵浦源、第二光纤型隔离器、第三环形器、第三带反反射元件以及第三光纤型隔离器；
4、其中，第一光纤型隔离器一端连接激光种子源的输出端，另一端连接第一环形器的第一端口；第一增益光纤一端连接第一环形的第二端口，另一端连接第一合束器的公共端；第一合束器的泵浦端与第一泵浦源连接，第一合束器的信号端与第一带反反射元件一端连接；第三光纤型隔离器一端连接第三环形器的第三端口，另一端连接第一带反反射元件的另一端；第一环形器的第三端口与第二环形器的第一端口连接；第二增益光纤一端连接第二环形器的第二端口，另一端连接第二合束器的公共端；第二合束器的泵浦端与第二泵浦源连接，第二带反反射元件一端连接第二合束器的信号端，另一端连接第三环形器的第一端口；第三环形器的第二端口与第三带反反射元件连接；第二环形器的第三端口与第二光纤型隔离器连接；
5、工作时，激光种子源提供信号光，信号光依次经过第一光纤型隔离器、第一环形器、第一增益光纤、第一合束器以及第一带反反射元件，并由第一带反反射器将其反射；经过第一环形器时，从第一环形器的第三端口输出，然后依次经过第二环形器、第二增益光纤、第二合束器以及第二带反反射元件，并由第二带反反射器将其反射；经过第二环形器时，从第二环形器的第三端口输出，然后经过第二光纤隔离器输出；第一合束器的泵浦端与第一泵浦源连接，第二合束器的泵浦端与第二泵浦源连接，提供泵浦光；
6、由于第一环形器、第二环形器、第二增益光纤、第二合束器、第二带反反射元件、第三环形器、第三带反反射元件、第三光纤型隔离器、第一带反反射元件、第一合束器以及第一增益光纤在放大链路上形成了一个环形腔，当对信号光进行放大时，第一增益光纤以及第二增益光纤所产生的放大自发辐射噪声会被该环形腔收集，最后产生连续激光。
7、进一步地，所述增益光纤为任意稀土离子掺杂光纤。
8、进一步地，所述第一带反反射元件、第二带反反射元件以及第三带反反射元件为光纤光栅、啁啾光纤光栅或端面镀有带反反射膜的光纤；
9、其中，第一带反反射元件和第二带反反射元件的参数相同，第三带反反射元件与第一带反反射元件和第二带反反射元件不同点在于反射的波长不一样。
10、进一步地，所述第一泵浦源和第二泵浦源为单模输出或者多模输出的激光二极管。
11、进一步地，所述激光种子源为光纤型激光种子源。
12、进一步地，所述第一环形器、第二环形器以及第三环形器均为宽带光纤型环形器，第一环形器、第二环形器以及第三环形器所用的尾纤类型包括保偏型和非保偏型。
13、进一步地，所述第一带反反射元件和第二带反反射元件用于对信号光进行反射，对非信号光的其他光谱成分进行透射，实现波分效果。
14、进一步地，所述ase噪声抑制装置通过利用第一环形器、第二环形器、第二增益光纤、第二合束器、第二带反反射元件、第三环形器、第三带反反射元件、第三光纤型隔离器、第一带反反射元件、第一合束器以及第一增益光纤在放大链路构建一个环形腔；
15、工作时，第一增益光纤所产生的ase会依次经过第一环形器、第二环形器、第二增益光纤、第二合束器、第二带反反射元件、第三环形器、第三带反反射元件、第三光纤型隔离器、第一带反反射元件以及第一合束器，最后再一次经过第一增益光纤，完成一个周期的循环；其中ase经过第二增益光纤时会被进行功率放大，该放大自发辐射信号会在此环形腔一直循环利用，从而实现提高能量转换效率。
16、进一步地，所述ase噪声抑制装置进行信号光功率主放大时，采用了双通放大结构；所述双通放大结构由第二环形器、第二增益光纤、第二合束器以及第二带反反射元件组成；
17、工作时，信号光经过第二环形器，接着第一次经过第二增益光纤进行功率放大，然后依次经过第二合束器和第二带反反射元件，最后被第一带反反射元件逆着原路反射回去，第二次经过第二增益光纤，即实现信号光功率双通放大。
18、进一步地，所述第一光纤型隔离器、第二光纤型隔离器以及第三光纤型隔离器均为宽带光纤型隔离器，对信号光以及放大自发辐射均有隔离效果。
19、相比于现有技术，本发明的优点在于：
20、本发明一方面通过光谱滤波技术，提高信号光的光谱信噪比；另一方面通过对滤除的ase噪声进行收集循环利用，提高了能量转换效率。
1.一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置，其特征在于，包括激光种子源(1)、第一光纤型隔离器(2)、第一环形器(3)、第一增益光纤(4)、第一合束器(5)、第一泵浦源(6)、第一带反反射元件(7)、第二环形器(8)、第二增益光纤(9)、第二合束器(10)、第二带反反射元件(11)、第二泵浦源(12)、第二光纤型隔离器(13)、第三环形器(14)、第三带反反射元件(15)以及第三光纤型隔离器(16)；
2.根据权利要求1所述的一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置，其特征在于，所述增益光纤(3)为任意稀土离子掺杂光纤。
3.根据权利要求1所述的一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置，其特征在于，所述第一带反反射元件(7)、第二带反反射元件(11)以及第三带反反射元件(15)为光纤光栅、啁啾光纤光栅或端面镀有带反反射膜的光纤；
4.根据权利要求1所述的一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置，其特征在于，所述第一泵浦源(6)和第二泵浦源(12)为单模输出或者多模输出的激光二极管。
5.根据权利要求1所述的一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置，其特征在于，所述激光种子源(1)为光纤型激光种子源。
6.根据权利要求1所述的一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置，其特征在于，所述第一环形器(3)、第二环形器(8)以及第三环形器(14)均为宽带光纤型环形器，第一环形器(3)、第二环形器(8)以及第三环形器(14)所用的尾纤类型包括保偏型和非保偏型。
7.根据权利要求1所述的一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置，其特征在于，所述第一带反反射元件(7)和第二带反反射元件(11)用于对信号光进行反射，对非信号光的其他光谱成分进行透射，实现波分效果。
8.根据权利要求1所述的一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置，其特征在于，所述ase噪声抑制装置通过利用第一环形器(3)、第二环形器(8)、第二增益光纤(9)、第二合束器(10)、第二带反反射元件(11)、第三环形器(14)、第三带反反射元件(15)、第三光纤型隔离器(16)、第一带反反射元件(7)、第一合束器(5)以及第一增益光纤(4)在放大链路构建一个环形腔；
9.根据权利要求1所述的一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置，其特征在于，所述ase噪声抑制装置进行信号光功率主放大时，采用了双通放大结构；所述双通放大结构由第二环形器(8)、第二增益光纤(9)、第二合束器(10)以及第二带反反射元件(11)组成；
10.根据权利要求1所述的一种基于同带能量循环利用的ase噪声抑制装置，其特征在于，所述第一光纤型隔离器(2)、第二光纤型隔离器(13)以及第三光纤型隔离器(16)均为宽带光纤型隔离器，对信号光以及放大自发辐射(ase)均有隔离效果。
