一种极窄线宽光纤激光器及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种极窄线宽光纤激光器及系统，包括第一泵浦激光器，用以向所述波分复用器发射泵浦光；第一波分复用器，用以将泵浦光向所述相移光栅输出；相移光栅，其作为所述光纤激光器的谐振腔，用于基于所述波分复用器的输出产生窄线宽单频信号光输出至无源光纤回路；无源光纤回路包括：耦合器，用于接收窄线宽单频信号光，并将部分窄线宽单频信号光通过无源光纤输入反射镜，以及作为激光器的输出；反射镜，用于反射部分窄线宽单频信号光，并依次经由无源光纤和耦合器后，返回相移光栅，以抑制激光线宽展宽。本申请实施例设计了无源光纤回路，有效地增加了谐振腔内光子的寿命，可以获得极窄线宽的单频激光输出。以获得极窄线宽的单频激光输出。以获得极窄线宽的单频激光输出。

【技术实现步骤摘要】
一种极窄线宽光纤激光器及系统


[0001]本专利技术涉及激光器
，尤其涉及一种极窄线宽光纤激光器及系统。

技术介绍

[0002]极窄线宽光纤激光器具有线宽窄、低噪音和高相干性等显著的激光特性,使其在光纤通信、激光雷达、太赫兹源、光谱成像、引力波探测和激光医疗等领域有着重要的应用。其中以单频、线型腔的分布反馈(DFB)光纤激光器的特性更为优异，它仅用一个相移光栅就能够实现DFB、波长选择以及稳定的单纵模输出，且具有线宽窄、微型化等特点。
[0003]专利CN211320562U“一种单频光纤激光器”，泵浦源提供产生激光所需的泵浦光，通过在第一有源光纤上设置π相移光栅，采用相移光栅作为谐振腔，从而产生单频种子激光，通过偏振控制器将单频种子激光调制为单频偏振激光，剩余的泵浦光和单频偏振激光进入第二有源光纤，实现单频偏振激光的放大输出。该激光器由于相移光栅刻写工艺难度高，谐振腔内光子寿命短，噪声等因素影响，使得输出激光线宽高于理想线宽。
[0004]专利CN110350388A“一种1.0μm超低噪声单频光纤激光器”，该专利采用高反射率光纤布拉格光栅、高增益光纤以及低反射率光纤布拉格光栅构成激光谐振腔，在泵浦光注入的情况下获得单频窄线宽激光输出。该激光器为了获得极窄线宽激光输出，采用了半导体光放大器(SOA)以及基于掺镱光纤放大器的强度噪声抑制模块实现噪声抑制，但是结构复杂，成本高。
[0005]极窄线宽(单频)光纤激光器的极限线宽应为十赫兹量级，但是实际单频光纤激光器的线宽一般为千赫兹量级，甚至为兆赫兹量级。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种极窄线宽光纤激光器及系统，用以增加谐振腔内光子的寿命，获得极窄线宽的单频激光输出。
[0007]本专利技术实施例提供一种极窄线宽光纤激光器，包括第一泵浦激光器、第一波分复用器、相移光栅以及无源光纤回路；
[0008]所述第一泵浦激光器，用以向所述波分复用器发射泵浦光；
[0009]所述第一波分复用器，用以将泵浦光向所述相移光栅输出；
[0010]所述相移光栅，其作为所述光纤激光器的谐振腔，用于基于所述波分复用器的输出产生窄线宽单频信号光输出至所述无源光纤回路；
[0011]所述无源光纤回路包括：
[0012]耦合器，用于接收所述窄线宽单频信号光，并将部分窄线宽单频信号光通过无源光纤输入反射镜，以及作为激光器的输出；
[0013]所述反射镜，用于反射部分窄线宽单频信号光，并依次经过所述无源光纤和所述耦合器后，返回所述相移光栅，以抑制激光线宽展宽。
[0014]在一些实施例中，还包括光纤放大器；
[0015]所述光纤放大器包括：
[0016]第一隔离器，其输入端连接至所述耦合器的输出端，其通过有源光纤连接至第二波分复用器；
[0017]所述第二波分复用器，用于接收第二泵浦激光器输出的泵浦光，以及将至少部分来自所述有源光纤的信号光输出至第二隔离器；
[0018]第二隔离器，用于防止后向传输激光对放大器产生影响。
[0019]在一些实施例中，所述无源光纤为单模光纤或单模保偏光纤，且其长度L≥1m。
[0020]在一些实施例中，所述反射镜对信号光的反射率R≥90％。
[0021]在一些实施例中，所述相移光栅刻写在稀土掺杂的有源光纤上。
[0022]本专利技术实施例还提供一种激光系统，包括前述的光纤激光器。
[0023]本专利技术实施例设计了无源光纤回路，有效地增加了谐振腔内光子的寿命，可以获得极窄线宽的单频激光输出。
[0024]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0025]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0026]图1为本申请实施例的极窄线宽光纤激光器的一种结构示例；
[0027]图2为本申请实施例的极窄线宽光纤激光器的另一种结构示例。
具体实施方式
[0028]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0029]本专利技术实施例提供一种极窄线宽光纤激光器，如图1所示，包括第一泵浦激光器1、第一波分复用器2、相移光栅3以及无源光纤回路7。
[0030]所述第一泵浦激光器1，用以向所述波分复用器2发射泵浦光。
[0031]所述第一波分复用器2，用以将泵浦光向所述相移光栅输出。
[0032]所述相移光栅3，其作为所述光纤激光器的谐振腔，用于基于所述波分复用器2的输出，产生窄线宽单频信号光输出至所述无源光纤回路7。
[0033]所述无源光纤回路7包括：
[0034]耦合器4，用于接收所述窄线宽单频信号光，并将部分窄线宽单频信号光通过无源光纤5输入反射镜6，以及作为激光器的输出。
[0035]所述反射镜6，用于反射部分窄线宽单频信号光，并依次经由所述无源光纤5和所述耦合器4后，返回所述相移光栅3，以抑制激光线宽展宽。
[0036]具体的，本示例中的光纤激光器包括第一泵浦激光器1、第一波分复用器2、相移光栅3、耦合器4、无源光纤5及反射镜6，其中耦合器4、无源光纤5及反射镜6共同组成无源光纤回路7。在一些示例中，相移光栅3刻写在稀土掺杂有源光纤上，作为该激光器的谐振腔。第一泵浦激光器1可以是半导体泵浦激光器，可以采用前向泵浦的方式，在高掺杂的有源光纤上刻写相移光栅，光栅的相移量为π，相移光栅作为谐振腔的腔镜。在泵浦激光的作用下，谐振腔输出单频信号光。具体的，第一泵浦激光器1发射的泵浦光通过第一波分复用器2进入相移光栅3后产生窄线宽单频信号光输出，信号光过耦合器4部分进入无源光纤回路7，部分从输出端输出，在耦合器4的分光比为50:50的情况下，有一半的信号光会进入无源光纤回路。进入无源光纤回路7的部分信号光，经无源光纤5后，被反射镜6反射后再一次经过无源光纤5、耦合器4，并进入相移光栅3所形成的谐振腔内，从而达到抑制激光线宽展宽的目的。
[0037]本专利技术实施例设计了无源光纤回路，有效地增加了谐振腔内光子的寿命，可以获得极窄线宽的单频激光输出。
[0038]在一些实施例中，如图2所示，还包括光纤放大器13，所述光纤放大器13包括：
[0039]第一隔离器8，其输入端连接至所述耦合器4的输出端，其通过有源光纤9连接至第二波分复用器10。
[0040]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极窄线宽光纤激光器，其特征在于，包括第一泵浦激光器、第一波分复用器、相移光栅以及无源光纤回路；所述第一泵浦激光器，用以向所述波分复用器发射泵浦光；所述第一波分复用器，用以将泵浦光向所述相移光栅输出；所述相移光栅，其作为所述光纤激光器的谐振腔，用于基于所述波分复用器的输出产生窄线宽单频信号光输出至所述无源光纤回路；所述无源光纤回路包括：耦合器，用于接收所述窄线宽单频信号光，并将部分窄线宽单频信号光通过无源光纤输入反射镜，以及作为激光器的输出；所述反射镜，用于反射部分窄线宽单频信号光，并依次经由所述无源光纤和所述耦合器后，返回所述相移光栅，以抑制激光线宽展宽。2.如权利要求1所述的极窄线宽光纤激光器，其特征在于，还包括光纤放大器；所述光纤放大器包...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋奎岩，张昆，张利明，李尧，余洋，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：