一种线型复合腔结构光纤激光器及获得单纵模激光的方法技术

本发明专利技术涉及一种光纤激光器以及利用该光纤激光器获得单纵模激光的方法。目前获得单纵模激光的光纤激光器容易受外界影响、输出功率较小，并且实现方法复杂。本发明专利技术中强反馈光纤光栅的一端与掺铒光纤的一端连接，掺铒光纤的另一端与各级弱反馈光纤光栅串联；波分复用器的公共端与弱反馈光纤光栅连接、泵浦端与泵浦源连接、信号端作为光纤激光输器出端口。本发明专利技术采用了普通的光纤光栅构成简单的线型复合腔，有效克服了传统采用短腔结构的单纵模光纤激光器的稳定性、输出功率低或是成本高等问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学
，涉及一种光纤激光器，特别涉及了一种 基于光纤光栅反馈的线型复合腔结构的光纤激光器，及其利用该光纤激 光器获得单纵模激光的方法。
技术介绍
隨着光通信技术及光纤传感技术的发展，光纤激光器日益成为人 们关注的热点。光纤激光器具有成本低、光纤兼容等优点，在光通信系 统、传感系统、工业加工、监测等领域有重要的应用。单纵模光纤激光 器由于其优良的光谱特性，在光通信系统和光传感系统中有独特的应用 价值。目前，已经有一些实现单纵模光纤激光器的方法。其中最为常用的方法是采用短的FP腔和窄带光纤光栅反馈来实现单纵模操作。该方法存在一下几个缺点1、光纤激光器存在跳模噪声且容易被外界温度和机 械振动影响；2、由于光纤激光器腔长短，需要特增益强的介质，输出功 率较小；3、需要很窄的光纤光栅构成FP腔以确保单纵模操作。此外，另 外一些实现单纵模光纤激光器的方法普遍存在实现方法复杂的缺点。比 如国外报道过的采用相移光纤光栅实现单纵模光纤激光器的方法，需要 采用光环形器来构建窄带滤波系统，然后和另外一个光纤光栅构成激光 器谐振腔，结构复杂，成本很高。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种基于光纤光栅反馈的线型 复合腔结构的光纤激光器，同时提供了利用该光纤激光器获得单纵模激 光的方法。本专利技术的光纤激光器包括通过光纤串联成线型结构的西个光纤光栅 (第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈光纤光栅、第三级弱反馈光纤 光栅和强反馈光纤光栅)、掺铒光纤、波分复用器和泵浦源；强反馈光纤光栅的一端与掺铒光纤的一端连接，掺铒光纤的另一端 与第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈光纤光栅、第三级弱反馈光纤 光栅通过光纤顺序串联;波分复用器的公共端与第三级弱反馈光纤光栅 连接，波分复用器的泵浦端与泵浦源连接，波分复用器的信号端作为光 纤激光输器出端口。利用该光纤激光器获得单纵模激光的方法包括以下步骤(1) 根据所需要获取的单纵模激光的波长，选用反射中心波长为单纵 模激光波长的四个光纤光栅作为第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈 光纤光栅、第三级弱反馈光纤光栅和强反馈光纤光栅；选择工作波长范 围覆盖单纵模激光波长和泵浦源的波分复用器。(2) 强反馈光纤光栅分别与第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈光 纤光栅、第三级弱反馈光纤光栅构成三个不同腔长的子谐振腔，子谐振 腔共用掺铒光纤构成复合腔；三个子谐振腔对应纵模间隔的公倍数大于 任何一个光纤光栅对应的频率宽度，从而保证激光器单纵模的输出特 性。(3)开启泵浦源，光纤激光器实现单纵模激光的输出。 本专利技术主要适用于在光通信系统和光传感系统。本专利技术采用了普通的光纤光栅构成简单的线型复合腔，所用的掺铒光纤可以到达米级，有效克服了传统采用短腔结构的单纵模光纤激光器的稳定性、输出功率低或是成本高等问题。附图说明图1为本专利技术的一个结构示意图； 國2为本专利技术一实施例的激光输出频谱图。具体实施方式选用中心波长为1549.2nm，反射率(3dB频率带宽)依次为95% (200GHz) 、 10% (100GHz) 、 10% (100GHz) 、 10% (100GHz)的四个光纤光栅作为强反馈光纤光栅l、第一级弱反馈光纤光栅3、第二 级弱反馈光纤光栅4、第三级弱反馈光纤光栅5。选用工作范围为 1530nm至1580nm，长度为1米的掺铒光纤2。输出波长为980nm的泵 浦光源7和980nm/1550nm的波分复用器6。如图1所示，强反馈光纤光栅1的一端与掺铒光纤2的一端连接， 掺铒光纤2的另一端与第一级弱反馈光纤光栅3、第二级弱反馈光纤光 栅4、第三级弱反馈光纤光栅5通过光纤顺序串联。波分复用器6的公 共端与第三级弱反馈光纤光栅5连接、泵浦端与泵浦源7连接、信号端 作为光纤激光输器出端口。强反馈光纤光栅1分别与第一级弱反馈光纤光栅3、第二级弱反馈 光纤光栅4、第三级弱反馈光纤光栅5构成三个不同腔长的子谐振腔，子谐振腔共用掺铒光纤2构成复合腔。三个子谐振腔长度依次为Ll二1.25米、L2二1.75米、L3二2.11米， 对应的纵模间隔依次为82MHz、 59MHz禾B 47MHz ，其公倍数为 227.386GHz，大于光纤光栅的频率带宽。开启泵浦光源7，即可得到稳定输出的单纵模光纤激光器的输出谱 如图2所示。权利要求1. 一种线型复合腔结构光纤激光器，其特征在于该光纤激光器包括通过光纤串联成线型结构的第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈光纤光栅、第三级弱反馈光纤光栅和强反馈光纤光栅，以及掺铒光纤、波分复用器和泵浦源；强反馈光纤光栅的一端与掺铒光纤的一端连接，掺铒光纤的另一端与第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈光纤光栅、第三级弱反馈光纤光栅通过光纤顺序串联；波分复用器的公共端与第三级弱反馈光纤光栅连接，波分复用器的泵浦端与泵浦源连接，波分复用器的信号端作为光纤激光输器出端口。2、 利用如权利要求1所述的光纤激光器获得单纵模激光的方法，其 特征在于该方法包括以下步骤(1) 根据所需要获取的单纵模激光的波长，选用反射中心波长为单纵 模激光波长的四个光纤光栅作为第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈 光纤光栅、第三级弱反馈光纤光栅和强反馈光纤光栅；选择工作波长范 围覆盖单纵模激光波长和泵浦源的波分复用器；(2) 强反馈光纤光栅分别与第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈光 纤光栅、第三级弱反馈光纤光栅构成三个不同腔长的子谐振腔，子谐振 腔共用掺铒光纤构成复合腔；三个子谐振腔对应纵模间隔的公倍数大于 任何一个光纤光栅对应的频率宽度；(3) 开启泵浦源，光纤激光器实现单纵模激光的输出。全文摘要本专利技术涉及一种光纤激光器以及利用该光纤激光器获得单纵模激光的方法。目前获得单纵模激光的光纤激光器容易受外界影响、输出功率较小，并且实现方法复杂。本专利技术中强反馈光纤光栅的一端与掺铒光纤的一端连接，掺铒光纤的另一端与各级弱反馈光纤光栅串联；波分复用器的公共端与弱反馈光纤光栅连接、泵浦端与泵浦源连接、信号端作为光纤激光输器出端口。本专利技术采用了普通的光纤光栅构成简单的线型复合腔，有效克服了传统采用短腔结构的单纵模光纤激光器的稳定性、输出功率低或是成本高等问题。文档编号H01S3/067GK101276987SQ20081006148公开日2008年10月1日 申请日期2008年5月5日 优先权日2008年5月5日专利技术者何赛灵, 陈达如 申请人:浙江大学 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线型复合腔结构光纤激光器，其特征在于该光纤激光器包括通过光纤串联成线型结构的第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈光纤光栅、第三级弱反馈光纤光栅和强反馈光纤光栅，以及掺铒光纤、波分复用器和泵浦源；强反馈光纤光栅的一端与掺铒光纤的一端连接，掺铒光纤的另一端与第一级弱反馈光纤光栅、第二级弱反馈光纤光栅、第三级弱反馈光纤光栅通过光纤顺序串联；波分复用器的公共端与第三级弱反馈光纤光栅连接，波分复用器的泵浦端与泵浦源连接，波分复用器的信号端作为光纤激光输器出端口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈达如，何赛灵，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]