一种基于光纤光栅和光纤环形器的掺铒锁模光纤激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于光纤光栅和光纤环形器的掺铒锁模光纤激光器，包括激光二极管泵浦源、波分复用器、掺铒光纤、偏振控制器一、偏振相关隔离器、单模光纤、偏振控制器一、光纤环形器、偏振控制器二、光纤布拉格光栅和输出耦合器。其中，所述光纤布拉格光栅、偏振控制器二、光纤环形器的

An erbium-doped mode-locked fiber laser based on fiber grating and fiber circulator

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤光栅和光纤环形器的掺铒锁模光纤激光器


[0001]本专利技术涉及激光
，具体为一种基于光纤光栅和光纤环形器的掺铒锁模光纤激光器。

技术介绍

[0002]光纤激光器由于其特殊的光波导结构，与传统的固体和气体激光器相比，具有光束质量高、体积小、转换效率高、散热效果好等优点。随着光纤制造技术和激光技术的迅速发展，光纤激光器的性能得到显著提升，在近红外波段(1
‑
2μm)，光纤激光器已被广泛用于光通信、生物医疗、激光雷达等领域。
[0003]其中，1.5μm波段的锁模光纤激光器在光通信、生物医疗和激光雷达领域具有广泛应用。在一些具体的应用场景，对锁模光纤激光器提出了更高的要求，比如窄线宽、低噪声等，目前主要有两种方法实现：一种是基于线性腔的分布布拉格反射式结构和分布反馈式结构；另一种是基于环形腔结合滤波器件的结构。对于环形腔结构，要实现稳定的窄线宽、低噪声的锁模脉冲，仍需进一步改进。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于光纤光栅和光纤环形器的掺铒锁模光纤激光器，解决了
技术介绍
中提到的问题。
[0005]一种基于光纤光栅和光纤环形器的掺铒锁模光纤激光器，具体技术方案如下：
[0006]所述激光器包括激光二极管泵浦源、波分复用器、掺铒光纤、偏振相关隔离器、单模光纤、偏振控制器一、光纤环形器、偏振控制器二、光纤布拉格光栅和输出耦合器。
[0007]其中，优选的是，所述波分复用器的反射端、掺铒光纤、偏振相关隔离器、单模光纤、偏振控制器一、光纤环形器的
①
端依次连接，光纤环形器的
②
端、偏振控制器二、光纤布拉格光栅依次连接，光纤环形器的
③
端与输出耦合器的输入端相连，输出耦合器的90％输出端与波分复用器的1550nm透射端相连，构成所述光纤激光器的环形谐振腔。所述激光二极管泵浦源的泵浦激光由波分复用器的980nm输入端耦合进入环形谐振腔，激光器的输出由输出耦合器的10％输出端进行输出。
[0008]优选的是，所述激光二极管泵浦源的中心波长为980nm。
[0009]优选的是，所述波分复用器包括980nm输入端和1550nm透射端。
[0010]优选的是，所述光纤环形器为三端口光纤环形器，其
①
端与偏振控制器一相连，
②
端与偏振控制器二、光纤布拉格光栅连接，
③
端与输出耦合器相连。
[0011]优选的是，所述光纤布拉格光栅中心波长为1550nm，反射率为99％，3dB带宽为1.31nm。
[0012]优选的是，所述所述输出耦合器包括10％输出端和90％输出端，工作波长为1550nm。
[0013]本专利技术与现有技术相比具备以下有益效果：
[0014]本专利技术激光器采用环形腔结构，使用光纤布拉格光栅作为滤波器，可实现光频范围较窄的锁模激光输出，并具有长期稳定性。该激光器具有全光纤结构，使用光纤环形器将光纤布拉格光栅接入腔内，结构简单、散热性能好。所输出的1550nm激光可广泛应用于光通讯、生物医疗、激光雷达等领域。
附图说明
[0015]图1为本专利技术基于光纤光栅和光纤环形器的掺铒锁模光纤激光器的结构示意图；
[0016]图2为本专利技术激光器的锁模脉冲的输出光谱图；
[0017]图3为本专利技术激光器的锁模脉冲的脉冲轨迹图。
[0018]图中：1、激光二极管泵浦源；2、波分复用器；3、掺铒光纤；4、偏振相关隔离器；5、单模光纤；6、偏振控制器一；7、光纤环形器；8、偏振控制器二；9、光纤布拉格光栅；10、输出耦合器。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]实施例
[0021]如图1所示，一种基于光纤光栅和光纤环形器的掺铒锁模光纤激光器，方案如下：
[0022]所述激光器包括激光二极管泵浦源1、波分复用器2、掺铒光纤3、偏振相关隔离器4、单模光纤5、偏振控制器一6、光纤环形器7、偏振控制器二8、光纤布拉格光栅9和输出耦合器10。
[0023]所述波分复用器2的反射端、掺铒光纤3、偏振相关隔离器4、单模光纤5、偏振控制器一6、光纤环形器7的
①
端依次连接，光纤环形器7的
②
端、偏振控制器二8、光纤布拉格光栅9依次连接，光纤环形器7的
③
端与输出耦合器10的输入端相连，输出耦合器10的90％输出端与波分复用器2的1550nm透射端相连，构成所述光纤激光器的环形谐振腔。所述激光二极管泵浦源1的泵浦激光由波分复用器2的980nm输入端耦合进入环形谐振腔，激光器的输出由输出耦合器10的10％输出端进行输出。
[0024]所述激光二极管泵浦源1的中心波长为980nm，用以泵浦掺铒光纤3；所述波分复用器2包括980nm输入端和1550nm透射端，将泵浦激光耦合入环形腔；所述掺铒光纤3为激光增益介质；所述偏振相关隔离器4使光在环形腔内单向传输；所述单模光纤5用以调整腔长，改变腔内色散和损耗，使激光器获得稳定的锁模操作；所述偏振控制器一6和偏振控制器二8用以调整腔内激光的偏振态；所述光纤环形器7使激光在单根光纤上双向传输；所述光纤布拉格光栅9作为滤波器，将1550nm附近波长的激光反射回腔内，其他波长的激光可透过光栅传输至腔外；所述输出耦合器10将一部分1550nm激光输出至腔外。
[0025]图2、图3分别为本专利技术激光器的锁模脉冲的光谱图和脉冲序列图，可以看出，由于光纤布拉格光栅的滤波作用，激光器形成了光频范围较窄的锁模激光脉冲。
[0026]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实
体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0027]尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤光栅和光纤环形器的掺铒锁模光纤激光器，其特征在于：所述激光器包括激光二极管泵浦源(1)、波分复用器(2)、掺铒光纤(3)、偏振相关隔离器(4)、单模光纤(5)、偏振控制器一(6)、光纤环形器(7)、偏振控制器二(8)、光纤布拉格光栅(9)和输出耦合器(10)。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅和光纤环形器的掺铒锁模光纤激光器，其特征在于：所述波分复用器(2)的反射端、掺铒光纤(3)、偏振相关隔离器(4)、单模光纤(5)、偏振控制器一(6)、光纤环形器(7)的
①
端依次连接，光纤环形器(7)的
②
端、偏振控制器二(8)、光纤布拉格光栅(9)依次连接，光纤环形器(7)的
③
端与输出耦合器(10)的输入端相连，输出耦合器(10)的90％输出端与波分复用器(2)的1550nm透射端相连，构成所述光纤激光器的环形谐振腔。所述激光二极管泵浦源(1)的泵浦激光由波分复用器(2)的980nm输入端耦合进入环形谐振腔，激光器的输出由输出耦合器(10)的10％输出端进行输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙硕，张文飞，刘言军，李亚男，冯超，杨伟华，姜守振，
申请(专利权)人：浙江领康医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：