环形腔单纵模掺铒光纤激光器制造技术

一种环形腔单纵模掺铒光纤激光器，包括一半导体激光器，其特征在于所述的半导体激光器接第一波分复用器的第一输入端，该第一波分复用器的输出端连接一掺铒光纤，该掺铒光纤另一端接第二波分复用器的输入端，该第二波分复用器的第一输出端接光纤环形器的第一端口，该光纤环形器的第二端口连接一掺铒光纤光栅，该光纤环形器的第三端口接光纤耦合器的输入端，该光纤耦合器的第一输出端接第一波分复用器的第二输入端构成一环形激光腔，所述的第二波分复用器的第二输出端为剩余泵浦激光输出口，所述的光纤耦合器的第二输出端为信号激光输出口，所述的掺铒光纤光栅是一具有分布反馈结构的光纤光栅。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤激光器，特别是一种环形腔单纵模掺铒光纤激光器。可用于光通讯、光纤传感器以及光谱分析装置中。
技术介绍
在法布里-泊罗(F-P)腔结构中，光场将呈现驻波分布。光场的驻波分布将导致增益的空间烧孔效应(参见文献1伍长征、王兆永等。《激光物理学》，复旦大学出版社1989年9月第1版，第332页)，而这一效应是导致在F-P腔结构中难以实现激光单纵模运行的重要因素。当有一段掺杂光纤处于未泵浦状态时，该段掺杂光纤对波长处于其吸收谱中的激光将产生吸收。在驻波结构中作为吸收体的该段掺杂光纤中会出现对信号激光的吸收空间烧孔效应。这一效应具有可饱和吸收特性，即越强的信号光所受到的吸收损耗越小，该效应有利于抑制后起振模式的竞争，因而可用于压窄运行激光的光谱带宽(参见文献2陈柏，陈兰荣等‘未抽运掺杂光纤在掺Yb3+窄线宽光纤激光器中的作用’中国激光，2001，A28(5)，pp.339)。在环形腔结构中，当使用隔离器使光只能单向运行时，光场将为行波结构，而不会呈现驻波分布。因此在单向运行的环形腔结构中，将不会出现增益的空间烧孔效应，因而有利于实现激光单纵模运行。但对于掺铒光纤激光器，只依靠简单的环形腔结构还难以实现稳定的单纵模激光运行。在一段掺杂光纤上刻写均匀光栅，当具有增益时，即为一分布反馈-distributed feedback(DFB)结构(参见文献3H.Kogelnid andC.V.shank JAPPL.Phys.，Vol.43，No.5，1972，pp.2327-2335)。光信号在由光纤光栅所构成的腔内来回反射并获得增益。但当该区域没有增益时，则光信号在由光纤光栅所构成的腔内来回反射时将被吸收。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种环形腔单纵模掺铒光纤激光器，本专利技术的基础是专利技术人认为由于光在DFB结构腔内的来回反射而将使光在整个DFB光栅腔内光场具有驻波结构特性。因此在整个光栅腔内将出现对光的吸收空间烧孔效应。因而没有增益而只具有吸收的DFB机构，如处于激光腔内，有利于抑制后起振模式的竞争，从而有利于激光器实现单纵模激光运行。本专利技术的技术解决方案如下一种环形腔单纵模掺铒光纤激光器，包括一半导体激光器，其特征在于所述的半导体激光器接第一波分复用器的第一输入端，该第一波分复用器的输出端连接一掺铒光纤，该掺铒光纤另一端接第二波分复用器的输入端，该第二波分复用器的第一输出端接光纤环形器的第一端口，该光纤环形器的第二端口连接一掺铒光纤光栅，该光纤环形器的第三端口接光纤耦合器的输入端，该光纤耦合器的第一输出端接第一波分复用器的第二输入端构成一环形激光腔，所述的第二波分复用器的第二输出端为剩余泵浦激光输出口，所述的光纤耦合器的第二输出端为信号激光输出口，所述的掺铒光纤光栅是一具有分布反馈结构的光纤光栅。本专利技术的工作情况如下来自半导体激光器的泵浦光经第一波分复用器耦合入掺铒光纤。从掺铒光纤中出来的剩余泵浦光经第二波分复用器的第二输出端耦合出腔外，而信号光则被耦合至光纤环形器的第一端口，一只掺铒光纤光栅与光纤环形器的第二端口相连接。掺铒光纤光栅把信号光反射至所述的光纤环形器5经第三端口输出。该掺铒光纤光栅一方面限定了信号光的增益光谱区，另一方面又对信号光产生吸收作用。且在掺铒光纤光栅对信号光将产生吸收空间烧孔效应。光纤环形器的使用保证了信号光在除掺铒光纤光栅之外的其它区域为单向运行。来自环形器端口的信号光经光纤耦合器7第二输出端口一部分耦合输出，另一部分经第一输出端口耦合至第一波分复用器进入下一循环。本专利技术环形腔单纵模掺铒光纤激光器把激光腔分成增益区和吸收区。在增益光纤区使信号激光为行波运行，消除了F-P腔中的驻波分布，因此在增益光纤区，将不会出现增益的空间烧孔效应；而在兼具滤波和吸收的分布反馈掺铒光纤光栅区，光场则为驻波分布，该段掺铒光纤中会出现对信号激光的吸收空间烧孔效应。以上两种效应的共同作用使激光器实现了稳定的单纵模运行。附图说明图1为本专利技术环形腔单纵模掺铒光纤激光器的结构框中1-半导体激光器，2-波分复用器，3-掺铒光纤，4-波分复用器，5-光路环形器，6-掺铒光纤光栅，7-光纤耦合器，8-剩余泵浦激光输出9-信号激光输出。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。先请参阅图1，图1为本专利技术环形腔单纵模掺铒光纤激光器的结构框图，由图可见，本专利技术环形腔单纵模掺铒光纤激光器的构成，包括一半导体激光器1，该半导体激光器1接第一波分复用器2的第一输入端，该第一波分复用器2的输出端连接一掺铒光纤3，该掺铒光纤3另一端接第二波分复用器4的输入端，该第二波分复用器4的第一输出端接光纤环形器5的第一端口a，该光纤环形器5的第二端口b连接一掺铒光纤光栅6，该光纤环形器5的第三端口c接光纤耦合器7的输入端，该光纤耦合器7的第一输出端接第一波分复用器2的第二输入端构成一环形激光腔，所述的第二波分复用器4的第二输出端8为剩余泵浦激光输出口，所述的光纤耦合器7的第二输出端9为信号激光输出口，所述的掺铒光纤光栅6是一具有分布反馈结构的光纤光栅。本专利技术的工作情况如下来自半导体激光器1的泵浦光经第一波分复用器2耦合入掺铒光纤3。从掺铒光纤3中出来的剩余泵浦光经第二波分复用器4的第二输出端8耦合出腔外，而信号光则被耦合至光纤环形器5的第一端口a，一只掺铒光纤光栅6与光纤环形器的第二端口b相连接。掺铒光纤光栅6把信号光反射至所述的光纤环形器5经第三端口c输出。该掺铒光纤光栅6一方面限定了信号光的增益光谱区，另一方面又对信号光产生吸收作用。且在掺铒光纤光栅6对信号光将产生吸收空间烧孔效应。光纤环形器6的使用保证了信号光在除掺铒光纤光栅6之外的其它区域为单向运行。来自环形器端口c的信号光经光纤耦合器7第二输出端口9一部分耦合输出，另一部分经第一输出端口耦合至第一波分复用器1进入下一循环。本专利技术环形腔单纵模掺铒光纤激光器把激光腔分成增益区和吸收区。在增益光纤区使信号激光为行波运行，消除了F-P腔中的驻波分布，因此在增益光纤区，将不会出现增益的空间烧孔效应；而在兼具滤波和吸收的分布反馈掺铒光纤光栅6中，光场则为驻波分布，该段掺铒光纤中会出现对信号激光的吸收空间烧孔效应。以上两种效应的共同作用使激光器实现了稳定的单纵模运行。权利要求1.一种环形腔单纵模掺铒光纤激光器，包括一半导体激光器(1)，其特征在于所述的半导体激光器(1)接第一波分复用器(2)的第一输入端，该第一波分复用器(2)的输出端连接一掺铒光纤(3)，该掺铒光纤(3)另一端接第二波分复用器(4)的输入端，该第二波分复用器(4)的第一输出端接光纤环形器(5)的第一端口(a)，该光纤环形器(5)的第二端口(b)连接一掺铒光纤光栅(6)，该光纤环形器(5)的第三端口(c)接光纤耦合器(7)的输入端，该光纤耦合器(7)的第一输出端接第一波分复用器(2)的第二输入端构成一环形激光腔，所述的第二波分复用器(4)的第二输出端(8)为剩余泵浦激光输出口，所述的光纤耦合器(7)的第二输出端(9)为信号激光输出口，所述的掺铒光纤光栅(6)是一具有分布反馈结构的光纤光栅。全文摘要一种环形腔单纵模掺铒光纤激光器，包括一半导体激光器，其特征在于所述的半导体激光器接第一波分复用器的第一输入端，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形腔单纵模掺铒光纤激光器，包括一半导体激光器（１），其特征在于所述的半导体激光器（１）接第一波分复用器（２）的第一输入端，该第一波分复用器（２）的输出端连接一掺铒光纤（３），该掺铒光纤（３）另一端接第二波分复用器（４）的输入端，该第二波分复用器（４）的第一输出端接光纤环形器（５）的第一端口（ａ），该光纤环形器（５）的第二端口（ｂ）连接一掺铒光纤光栅（６），该光纤环形器（５）的第三端口（ｃ）接光纤耦合器（７）的输入端，该光纤耦合器（７）的第一输出端接第一波分复用器（２）的第二输入端构成一环形激光腔，所述的第二波分复用器（４）的第二输出端（８）为剩余泵浦激光输出口，所述的光纤耦合器（７）的第二输出端（９）为信号激光输出口，所述的掺铒光纤光栅（６）是一具有分布反馈结构的光纤光栅。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏，王利，陈嘉琳，梁丽萍，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]