中心频率大范围快速调谐的光纤激光器制造技术

一种中心频率大范围快速调谐的光纤激光器，该装置由带有泵浦激光器控制器的泵浦激光器、波分复用器、增益光纤、光纤环形器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、电光相位调制器、宽带滤波器，电光相位调制器控制器构成。本发明专利技术结合光纤干涉仪选模技术与电光相位调制器相位快速调制技术，通过电光相位调制器的相位快速调制实现光纤干涉仪内部等效腔长的快速变化，最终实现光纤干涉仪模式的快速变化，并通过光纤F

【技术实现步骤摘要】
中心频率大范围快速调谐的光纤激光器


[0001]本专利技术涉及光纤激光器，特别是一种中心频率大范围快速调谐的光纤激光器，该方法可应用于相干激光通信、光纤传感、高分辨率激光光谱等领域。

技术介绍

[0002]随着近年来低噪声光纤激光技术的迅猛发展，它在相干激光通信、光纤传感、高精度光谱、合成孔径激光雷达等领域有着重要应用。这些应用领域不仅要求激光具有低噪声和高相干性(超窄线宽)，还要求具备激光中心频率的快速调谐能力。然而当前可调谐光纤激光器在调谐范围、调谐带宽等方面仍然面临着一系列的瓶颈问题。因此，发展能够同时实现窄线宽、宽调谐范围和大调谐带宽的光纤激光技术，具有重要的学术意义和应用价值。
[0003]E.D.Vanooijen提出了一种利用声光调制器实现激光中心频率调谐的技术(参见在先技术[1]：“Laser frequency stabilization using Doppler
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free bichromatic spectroscopy”，Applied physics b,Vol.79,57
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59 2004)。其基本原理是通过AOM对激光频率进行调制，其输出激光中心频率可通过调节AOM的调制频率进行移动。但是由于受到声光调制器中所用晶体的限制，其中心频率调谐范围有限，只能到pm量级。
[0004]另一方面，Zhang提出了一种基于光纤滤波器调谐结构的激光器调谐技术(参见在先技术[2]：“Ultra
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narrow linewidth full C
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band tunable single
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frequency linear
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polarization fiber laser”,Optics Express.Vol 24,No.23,26209,2016)。此方案通过使用啁啾光纤光栅F
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P干涉仪和光纤F
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P可调滤波器获得了调谐范围40nm。优点是可以实现较宽的中心频率调谐范围，但主要存在以下缺点:
[0005]1、方案中的调谐通过对啁啾光纤光栅F
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P干涉仪施加机械拉伸和温度变化实现，调谐的精度不高，一般精度在1pm左右。
[0006]2、方案中的调谐速度并且受限于机械拉伸的速度，因此调谐带宽一般在kHz以下。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服上述在先技术的不足，提出中心频率大范围快速调谐的光纤激光器，结合光纤干涉仪选模技术与电光相位调制器相位快速调制技术，通过电光相位调制器的相位快速调制实现光纤干涉仪内部等效腔长的快速变化，最终实现光纤干涉仪模式的快速变化，并通过光纤F
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P可调滤波器实现多余干涉仪模式的过滤，最终实现中心频率大范围快速调谐的激光输出，同时具备宽调谐范围，大调谐带宽的特点。
[0008]本专利技术的技术解决方案如下：
[0009]一种中心频率大范围快速调谐的光纤激光器，其特点在于，包括带带有泵浦激光器控制器的泵浦激光器、波分复用器、增益光纤、光纤环形器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、电光相位调制器、宽带滤波器，电光相位调制器控制器；
[0010]所述的第一光纤耦合器和第二光纤耦合器形成等效的光纤干涉仪，所述的电光相位调制器位于所述的第一光纤耦合器和第二光纤耦合器之间，所述的电光相位调制器控制
器用于控制所述的电光相位调制器的相位改变量；所述的宽带滤波器位于所述的第一光纤耦合器和电光相位调制器之间，用于滤除所述的光纤干涉仪的多余模式，实现单模激光输出；
[0011]由所述的泵浦激光器发出的泵浦光通过波分复用器进入增益光纤，产生的激光通过光纤环形器的1端口输入，并从光纤环形器的2端口输出，进入所述的光纤干涉仪，通过光纤干涉仪选模后的激光通过所述的光纤环形器的2端口输入，经光纤环形器的3端口输出，经所述的第三光纤耦合器输出可调谐激光。
[0012]所述的电光相位调制器的相位调制带宽决定光纤激光器的调谐带宽。所述的宽带滤波器的带宽决定光纤激光器的调谐范围。
[0013]本专利技术与在先技术相比，具有以下优点和积极效果：
[0014]1、与在先技术[2]相比，本专利技术的中心频率大范围快速调谐的光纤激光器的频率调谐通过电光相位调制器的相位调制实现，调谐带宽一般可以达到100kHz～MHz量级。
[0015]2、与在先技术[2]相比，本专利技术的中心频率大范围快速调谐的光纤激光器的频率调谐通过电光相位调制器的相位调制实现，调谐精度由电光相位调制器的相位控制精度决定，一般可以达到优于0.01pm的调谐精度。
[0016]3、与在先技术[1]相比，本专利技术的中心频率大范围快速调谐的光纤激光器的频率调谐范围由宽带滤波器滤波带宽决定，一般可以达到10nm以上，远大于在先技术[1]中的1pm左右的调谐范围。
附图说明
[0017]图1是本专利技术中心频率大范围快速调谐的光纤激光器的光路图。
具体实施方式
[0018]下面结合实例和附图对本专利技术进行进一步说明，但不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0019]参阅图1，图1是本专利技术中心频率大范围快速调谐的光纤激光器的结构框图。由图可见，本专利技术中心频率大范围快速调谐的光纤激光，包括带带有泵浦激光器控制器的泵浦激光器、波分复用器、增益光纤、光纤环形器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、电光相位调制器、宽带滤波器，电光相位调制器控制器。
[0020]由泵浦激光器1发出的泵浦光通过波分复用器2进入增益光纤3，产生的激光通过光纤环形器4的1端口输入，并从光纤环形器4的2端口输出，进入由第一光纤耦合器5和第二光纤耦合器6组成的光纤干涉仪，通过光纤干涉仪选模后的激光通过光纤环形器4的2端口输入，到达光纤环形器4的3端口。最终的可调谐激光通过第三光纤耦合器10输出。
[0021]所述的第一光纤耦合器5和第二光纤耦合器6形成一个等效的光纤干涉仪，从光纤环形器4的2端口输出的激光进入这个等效的光纤干涉仪后形成选模。
[0022]所述的电光相位调制器7位于第一光纤耦合器5和第二光纤耦合器6之间，所述的电光相位调制器控制器8用于控制电光相位调制器的相位改变量。通过快速调制电光相位调制器7的相位改变量，实现对光纤干涉仪模式的快速移动，最终实现激光器频率的快速调谐。电光相位调制器的相位调制带宽决定了本专利技术中心频率大范围快速调谐的光纤激光器
的调谐带宽。
[0023]所述的宽带滤波器9是位于第一光纤耦合器5和电光相位调制器7之间，用于滤除光纤干涉仪的多余模式，实现单模激光输出。宽带滤波器的滤波带宽决定了本专利技术中心频率大范围快速调谐的光纤激光器的调谐范围。
[0024]本专利技术结合光纤干涉仪选模技术与电光相位调制器相位快速调制技术的中心频率大范围快速调谐的光纤激光器工作时，具体操作步骤如下：
[0025]1.打开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中心频率大范围快速调谐的光纤激光器，其特征在于，包括带有泵浦激光器控制器的泵浦激光器、波分复用器、增益光纤、光纤环形器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、电光相位调制器、宽带滤波器，电光相位调制器控制器；所述的第一光纤耦合器(5)和第二光纤耦合器(6)形成等效的光纤干涉仪，所述的电光相位调制器(7)位于所述的第一光纤耦合器(5)和第二光纤耦合器(6)之间，所述的电光相位调制器控制器(8)用于控制所述的电光相位调制器(7)的相位改变量；所述的宽带滤波器(9)位于所述的第一光纤耦合器(5)和电光相位调制器(7)之间，用于滤除所述的光纤干涉仪的多余模式，实现单模激光输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：应康，皮浩洋，张柳欣，李璇，李婉贞，叶青，
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：