1.本技术属于光纤脉冲技术领域，具体涉及一种多功能单向滤波双向监测系统。
背景技术：2.高能量光脉冲可用于不同领域，包括自由空间传感，可用作激光雷达等应用。为了实现高能量光脉冲，业界常用的实施方式主要是主振荡器功率放大。在主振荡器功率放大方式下，会使用带调制的激光器作为种子，然后使用高能量光纤放大器把种子激光放大。
3.然而，在放大过程中为了保护种子激光器，往往需要使用隔离器来让光信号向一个方向通过，防止反向光回到种子激光器。另外，为了获得更高能量的光输出，通往放大器前通常还需使用滤光器以降低放大前的带外光噪声。
4.为了确保高功率光放大器在有光输入之下开启，通常还使用光分路器跟光电检测器进行输入光的监控。然而，大功率光放大器的大功率脉冲放大时会导致反向受激布里渊散射stimulated brillouin scattering(简称：sbs)产生，这将损坏种子激光器甚至整个系统。因此，需要一种能够对反向的光分路器和光电检测器进行反向sbs光的监控的系统。
技术实现要素：5.(一)要解决的技术问题
6.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本技术提供一种多功能单向滤波双向监测系统，其结构紧凑，能够快速可靠的监测输入脉冲光和反向sbs的强度。
7.(二)技术方案
8.为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
9.第一方面，本技术提供一种多功能单向滤波双向监测系统，该监测系统包括：
10.用于接收输入脉冲光的光路隔离器；所述输入脉冲光为单模或保偏光信号，脉宽为10-1000ns，重频为5-100khz；
11.用于降低脉冲光噪声的光学窄带通滤波器，该光学窄带通滤波器用于对于光路隔离器输出的脉冲光进行滤波处理；
12.用于监测输入脉冲光的强度的第一监测装置，该第一监测装置的输入端连接所述光学窄带通滤波器的第一输出端，并获取滤波处理的脉冲光的强度信息；
13.所述光学窄带通滤波器的第二输出端将滤波处理的脉冲光输出至外部的高功率高能量脉冲光纤系统；
14.用于监测外部的高功率高能量脉冲光纤系统中反向sbs光的强度的第二监测装置，该第二监测装置连接外部的高功率高能量脉冲光纤系统，获取高功率高能量脉冲光纤系统中放大器的反向sbs光的强度信息。
15.可选地，所述光路隔离器为单向的光路隔离器，且隔离度大于等于25db。
16.可选地，所述光路隔离器为光学环路器。
17.可选地，光学窄带通滤波器为小于0.1nm的光纤光栅，该光纤光栅的反光率大于
99％。
18.可选地，所述第一监测装置和第二监测装置均为光纤光电探测器。
19.可选地，所述光学环路器为四路端口的光学环路器；
20.该四路输出端口的光学环路器的第一端口接收输入脉冲光，第二端口连接光学窄带通滤波器的输入端；第三端口连接第一监测装置的另一输入端；
21.第四端口连接第二监测装置的另一输入端。
22.可选地，所述光路隔离器连接激光器，所述激光器输出的脉冲光至光路隔离器。
23.第二方面，本发明还提供一种脉冲光处理系统，包括高功率高能量脉冲光纤系统和上述第一方面任一所述的多功能单向滤波双向监测系统；
24.所述监测系统的输出端连接高功率高能量脉冲光纤系统的输入端。
25.可选地，所述多功能单向滤波双向监测系统中的第一监测装置和第二监测装置均与高功率高能量脉冲光纤系统的控制设备连接，以使所述控制设备基于第一监测装置、第二监测装置各自监测的强度信息确定是否启动高功率高能量脉冲光纤系统对输入的脉冲光进行放大处理。
26.(三)有益效果
27.本发明的多功能单向滤波双向监测系统是一个便携式的整体性设备，其作为一个单独的光处理设备，可以实现快速可靠的监测输入脉冲光和反向sbs的强度，同时其制备过程简单，尺寸小，能够有效降低生产的复杂性。
28.本发明的多功能单向滤波双向监测系统可以快速便捷的设置在任意的高功率高能量脉冲光纤系统的输入端口，较好的实现脉冲光的高功率高能量的调整。
附图说明
29.本技术借助于以下附图进行描述：
30.图1为本技术一个实施例提供的多功能单向滤波双向监测系统的示意图；
31.图2为本发明另一个实施例提供的光路隔离器的示意图。
具体实施方式
32.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。可以理解的是，以下所描述的具体的实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合；为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
33.由于现有技术中对脉冲光进行高功率高能量处理的设备均需要多个功能光学器件来实现，且体积较大，生产过程复杂。为此，本发明实施例提供一种体积小，且制备简单并能满足所有要求高能量脉冲光纤放大器的脉冲光的多功能单向滤波双向监测系统。
34.本实施例的多功能单向滤波双向监测系统配置于高功率高能量脉冲光纤系统(即高功率高能量脉冲光纤放大器)。高功率高能量脉冲光纤系统是一个光纤输入及光纤输出的系统，能把输入的脉冲光放大成高功率高能量输出。本实施例的监测系统可配置于高功率高能量脉冲光纤系统的输入端口，为其提供输入光信号的监测和反向sbs信号的监测等功能。
35.本实施例的多功能单向滤波双向监测系统是全光纤设计，尺寸小型，不需调节，能简单接合于任意的高功率高能量脉冲光纤系统。
36.如图1所示，本实施例的多功能单向滤波双向监测系统包括：光路隔离器11、光学窄带通滤波器12、对输入脉冲光进行监测的第一监测装置13和对反向sbs光监测的第二监测装置14。
37.本实施例的光路隔离器11为单方向光路隔离器，光路隔离器11的输入端连接到外部的激光脉冲光产生器10，这个激光脉冲光产生器10产生的脉冲光为单模或保偏光信号，脉宽为10-1000ns，重频为5-100khz。
38.由于进行光放大时会产生反向光信号，本实施例的光路隔离器能阻挡反向光信号进入激光脉冲光产生器10，防止反向光信号破坏激光脉冲光产生器。
39.光路隔离器11的输出端连接光学窄带通滤波器12的输入端，光学窄带通滤波器12会把输入光的噪声降低，并带有两个输出端。光学窄带通滤波器12的第一个输出端连接第一监测装置13的输入端，使得第一监测装置13监测是否有光信号，以及输入的光信号的强度，用以确保高功率高能量脉冲光纤系统只在有足够强度的光信号输入情况下工作。
40.本实施例的光学窄带通滤波器12会把窄带通滤波的光从第二个输出端传送输出。该光学窄带通滤波器12的第二个输出端可作为多功能单向滤波双向监测系统的光输出端口，该第二个输出端可连接到后置的高功率高能量脉冲光纤系统。
41.由于高功率高能量脉冲光纤系统在放大脉冲同时，光纤会出现受激布里渊散射(sbs)物理现像，产生反向的脉冲光。过强的受激布里渊散射(sbs)反向脉冲光会减弱放大信号，甚至能破坏高功率高能量脉冲光纤系统内的放大器。而此时的放大器所产生的反向受激布里渊散射(sbs)脉冲光会从多功能单向滤波双向监测系统的光输出端口反向进入到上述的第二监测装置14，该第二监测装置监测从高功率高能量脉冲光纤系统的放大器所产生反向受激布里渊散射(sbs)脉冲光的强度。
42.本实施例中，第二监测装置14监测的强度指标可用作操作高功率高能量脉冲光纤系统的开关，确保高功率高能量脉冲光纤系统只在低受激布里渊散射(sbs)脉冲光强度情况下工作。
43.在具体的实现过程中，本实施例的多功能单向滤波双向监测系统中，单方向光路隔离器可选择光学环路器实现，本实施例中光学环路器的隔离度为不少于25db。
44.当光学环路器为四路的光纤环路器时，参照图2所示的光学环路器的连接示意图。第一监测装置和第二监测装置可基于光纤环路器的输出端口进行连接。
45.在另一可能的实现方式中，上述的光学窄带通滤波器可为光纤光栅，用以降低输入光的噪声水平。特别地，光纤光栅的光学窄带为少于0.1nm。本实施例的光纤光栅的光学反光率为不少于99％，能把大部份的信号光输出。
46.另外，上述的第一监测装置和第二监测装置均为光纤光电探测器。
47.本实施例的多功能单向滤波双向监测系统中光路隔离器的输入端接收外部的光脉冲信号，输出端连接光学窄带通滤波器，以将接收光信号的噪声过滤降低。该监测系统连接到高功率高能量脉冲光纤系统把光脉冲信号放大同时实时监测输入脉冲光和反向sbs的强度，即监测输入光的强度以及监测从所脉冲光纤系统产生反向受激布里渊散射(sbs)脉冲光的强度，能确保高功率高能量脉冲光纤系统只在有足够强度的光信号输入及低受激布
里渊散射(sbs)脉冲光强度情况下工作。
48.应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
49.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
50.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。
技术特征：1.一种多功能单向滤波双向监测系统，其特征在于，该监测系统包括：用于接收输入脉冲光的光路隔离器；所述输入脉冲光为单模或保偏光信号，脉宽为10-1000ns，重频为5-100khz；用于降低脉冲光噪声的光学窄带通滤波器，该光学窄带通滤波器用于对于光路隔离器输出的脉冲光进行滤波处理；用于监测输入脉冲光的强度的第一监测装置，该第一监测装置的输入端连接所述光学窄带通滤波器的第一输出端，并获取滤波处理的脉冲光的强度信息；所述光学窄带通滤波器的第二输出端将滤波处理的脉冲光输出至外部的高功率高能量脉冲光纤系统；用于监测外部的高功率高能量脉冲光纤系统中反向sbs光的强度的第二监测装置，该第二监测装置连接外部的高功率高能量脉冲光纤系统，获取高功率高能量脉冲光纤系统中放大器的反向sbs光的强度信息。2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述光路隔离器为单向的光路隔离器，且隔离度大于等于25db。3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述光路隔离器为光学环路器。4.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，光学窄带通滤波器为小于0.1nm的光纤光栅，该光纤光栅的反光率大于99％。5.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述第一监测装置和第二监测装置均为光纤光电探测器。6.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，所述光学环路器为四路端口的光学环路器；该四路输出端口的光学环路器的第一端口接收输入脉冲光，第二端口连接光学窄带通滤波器的输入端；第三端口连接第一监测装置的另一输入端；第四端口连接第二监测装置的另一输入端。7.根据权利要求1至6任一所述的监测系统，其特征在于，所述光路隔离器连接激光器，所述激光器输出的脉冲光至光路隔离器。8.一种脉冲光处理系统，其特征在于，包括高功率高能量脉冲光纤系统和上述权利要求1至7任一所述的多功能单向滤波双向监测系统；所述监测系统的输出端连接高功率高能量脉冲光纤系统的输入端。9.根据权利要求8所述的脉冲光处理系统，其特征在于，所述多功能单向滤波双向监测系统中的第一监测装置和第二监测装置均与高功率高能量脉冲光纤系统的控制设备连接，以使所述控制设备基于第一监测装置、第二监测装置各自监测的强度信息确定是否启动高功率高能量脉冲光纤系统对输入的脉冲光进行放大处理。
技术总结本发明涉及一种多功能单向滤波双向监测系统，该监测系统包括：接收输入脉冲光的光路隔离器；光学窄带通滤波器对于光路隔离器输出的脉冲光进行滤波处理；第一监测装置，其输入端连接光学窄带通滤波器的第一输出端，并获取滤波处理的脉冲光的强度信息；光学窄带通滤波器的第二输出端将滤波处理的脉冲光输出至外部的高功率高能量脉冲光纤系统；第二监测装置监测高功率高能量脉冲光纤系统的反向SBS光的强度信息。本发明的监测系统结构紧凑且易于监测输入脉冲光和反向SBS的强度进而较好的保护连接的高功率高能量脉冲光纤系统。连接的高功率高能量脉冲光纤系统。连接的高功率高能量脉冲光纤系统。
技术研发人员：文伟成 何韦乐
受保护的技术使用者：宏力光电科技（深圳）有限公司
技术研发日：2022.06.22
技术公布日：2022/11/1
