一种基于纳米掺杂光纤的激光自注入锁定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于纳米掺杂光纤的自注入锁定线宽压窄方法，以及基于该方法的窄线宽激光器。基于纳米掺杂光纤的自注入锁定窄线宽激光器的基本结构包括激光器，耦合器和纳米掺杂光纤自注入锁定模块。所述纳米掺杂光纤自注入锁定模块由可调节光功率衰减器，低损耗、高瑞利散射系数的纳米掺杂光纤和刻写在单模光纤上的布拉格光栅构成。所述纳米掺杂光纤通过瑞利后向散射提供线宽窄化的光反馈信号压窄线宽，所述布拉格光栅将激光反射注回所述线型谐振腔进一步压窄线宽，所述可调节光功率衰减器控制反馈光功率以优化线宽压窄效果。本发明专利技术的激光器结构简单，使用较短的纳米掺杂光纤进行自注入锁定就可以实现良好的线宽压窄效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于纳米掺杂光纤的激光自注入锁定方法


[0001]本专利技术涉及一种窄线宽激光技术，特别是涉及一种基于纳米掺杂光纤的激光自注入锁定方法，用于实现激光线宽压窄，属于激光器


技术介绍

[0002]窄线宽的激光器在相干光通信系统、高分辨率传感、激光雷达、光频反射计等领域都有广泛的应用，随着这些实际应用需求的增加，现有的光学系统对光源线宽的要求逐渐提高，因此，研究人员在不断寻找更简便地实现窄线宽激光输出的解决方案。
[0003]目前，主要使用基于延长腔内光子寿命的自注入锁定技术和基于瑞利散射效应的线宽压窄技术实现窄线宽激光的输出。这些方法通常都需要使用数百米乃至数十千米的单模光纤，这使得激光器易受环境变化的影响，且难以实现小型化。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的缺陷或不足，提出了一种基于纳米掺杂光纤的自注入锁定线宽压窄方法，并将其应用于激光器中，使用较短的纳米掺杂光纤进行自注入锁定就可以实现良好的线宽压窄效果。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]1.一种基于纳米掺杂光纤自注入锁定的窄线宽激光器，其特征在于，包括激光器1、耦合器2、可调节光功率衰减器3、纳米掺杂光纤4和刻写在单模光纤上的布拉格光栅5。所述激光器1的输出端101与耦合器2的一端201相连接，所述耦合器2的尾纤202与可调节光功率衰减器3的尾纤301相熔接，激光从所述耦合器2的尾纤203输出，所述可调节光功率衰减器3的尾纤302与所述纳米掺杂光纤4的一端401相熔接，所述纳米掺杂光纤4的另一端402与所述布拉格光栅5相熔接。
[0007]2.进一步的，所述纳米掺杂光纤4具有低的损耗和高的瑞利后向散射系数，激光在其中传输的过程中产生高的瑞利后向散射反馈光。
[0008]3.进一步的，所述布拉格光栅5刻写在单模光纤上，中心波长与所述激光器1的激光波长相对应。
[0009]4.进一步的，所述激光器1用于产生激光，包括光纤激光器，半导体激光器以及其他固体激光器。
[0010]5.进一步的，所述耦合器2为工作波长与所述激光器1的激光波长相对应的2
×
2耦合器。
[0011]6.相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用了纳米掺杂光纤4作为自注入锁定结构中的延时光纤。由于纳米掺杂光纤4具有低损耗和高的瑞利散射系数，其在延长腔内光子寿命的基础上，通过瑞利后向散射光的积累给所述激光器1提供了一个线宽窄化的反馈光信号，进一步压窄了线宽。因此只需要较短的纳米掺杂光纤就能实现较好的线宽压窄效果，有利于实现窄线宽光纤激光器的小型化。
附图说明
[0012]图1是本专利技术基于纳米掺杂光纤的自注入锁定窄线宽激光器的结构图；
[0013]图2是所述激光器1的线宽测试结果，其输出激光的3dB线宽为10.3kHz；
[0014]图3是本专利技术基于纳米掺杂光纤自注入锁定的窄线宽光纤激光器的线宽测试结果，本专利技术激光器输出激光的3dB线宽为442Hz；
[0015]附图标记列示如下：1
‑
激光器；2
‑
耦合器；3
‑
可调节光功率衰减器；4
‑
纳米掺杂光纤；5
‑
布拉格光栅。
具体实施方式
[0016]下面结合图示及具体实施方式对本专利技术进行进一步说明。
[0017]一种基于纳米掺杂光纤的自注入锁定窄线宽激光器的基本结构包括激光器1、耦合器2、可调节光功率衰减器3、纳米掺杂光纤4和刻写在单模光纤上的布拉格光栅5。所述激光器1的输出端101与耦合器2的一端201相连接，所述耦合器2的尾纤202与可调节光功率衰减器3的尾纤301相熔接，激光从所述耦合器2的尾纤203输出，所述可调节光功率衰减器3的尾纤302与所述纳米掺杂光纤4的一端401相熔接，所述纳米掺杂光纤4的另一端402与所述布拉格光栅5相熔接。所述可调节光功率衰减器3、纳米掺杂光纤4和布拉格光栅5构成纳米掺杂光纤自注入锁定结构。
[0018]所述激光器1的激光通所述耦合器2注入纳米掺杂光纤自注入锁定结构。激光通过所述纳米掺杂光纤4时，不断产生瑞利后向散射光并沿光纤传输积累，经过连续散射后，瑞利后向散射光相较于注入激光的线宽变窄，最后作为反馈注回所述激光器1影响激光特性。激光到达所述布拉格光栅5后被反射，也注回所述激光器1作为反馈。所述可调节光功率衰减器3用于调节返回谐振腔的反馈光的光功率，优化线宽压窄的效果。
[0019]具体的，激光器1的激光波长为1548nm，激光线宽为10.3kHz，如图2所示。
[0020]具体的，耦合器2的耦合比为10∶90，10％为激光输出，90％注入纳米掺杂光纤自注入锁定结构中。
[0021]具体的，纳米掺杂光纤4长度约为3m。
[0022]具体的，布拉格光栅5反射谱的中心波长为1548nm，反射谱3dB带宽为1.8～2.2nm，反射率为＞99.9％。
[0023]如图3所示，纳米掺杂光纤自注入锁定结构将激光线宽压窄到442Hz，使用较短的纳米掺杂光纤进行自注入锁定实现了良好的线宽压窄效果。
[0024]以上实施例只是本专利技术所有方案中的优选方案之一，其它对基于纳米掺杂光纤自注入锁定的窄线宽激光器的简单改变都属于本专利技术所保护的范围。
[0025]本专利技术说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米掺杂光纤的自注入锁定窄线宽激光器，其特征在于，包括激光器1、耦合器2、可调节光功率衰减器3、纳米掺杂光纤4和刻写在单模光纤上的布拉格光栅5。所述激光器1的输出端101与耦合器2的一端201相连接，所述耦合器2的尾纤202与可调节光功率衰减器3的尾纤301相熔接，激光从所述耦合器2的尾纤203输出，所述可调节光功率衰减器3的尾纤302与所述纳米掺杂光纤4的一端401相熔接，所述纳米掺杂光纤4的另一端402与所述布拉格光栅5相熔接。2.如权利1所述的基于纳米掺杂光纤自注入锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：余霞，张栩嘉，罗家豪，杨世超，刘静敏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：