增益光纤结构、可调光栅封装结构及锁频信号传递系统技术方案

本申请公开了一种增益光纤结构、可调光栅封装结构及锁频信号传递系统，涉及光纤激光器技术领域，增益光纤结构上刻写有至少两个不同波长的光纤布拉格光栅，刻多个光栅同步变化，受激后输出多波长的单频激光，适用于锁频信号传递，基于上述增益光纤结构的可调光栅封装结构，可以经过温度调节实现光栅的同步拉伸，实现可调光栅封装结构上光栅波长的同步锁定，基于上述可调光栅封装结构的锁频信号传递系统，可以实现锁频信号的跨波长传递，结构简单，降低了实现锁频信号传递的技术难度和成本。低了实现锁频信号传递的技术难度和成本。低了实现锁频信号传递的技术难度和成本。

【技术实现步骤摘要】
增益光纤结构、可调光栅封装结构及锁频信号传递系统


[0001]本申请涉及光纤激光器
，更具体地说，它涉及一种增益光纤结构、可调光栅封装结构及锁频信号传递系统。

技术介绍

[0002]锁频信号的传递发生在不同波长的光信号之间，是指将一个波长的光信号实现锁频时，其他波长的光信号也被相应锁定的现象。
[0003]现有技术中，主要借助于光学频率梳或超稳腔等高精度辅助设备才能够实现，利用超稳腔组成的光学系统结构复杂，通常由F
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P腔、真空室、离子泵、温度控制器以及PDH稳频模块等多个模块组成，需要光路和腔的空间模式精确匹配，该系统造价昂贵，体积巨大，对环境参数敏感，锁定难度大。光学频率梳是一种由众多分立、频率间隔严格相等的频谱所组成的宽带光谱光源，类似于一把计量频率的尺子，因此也被成为光学频率尺。但是由光学频率梳组成的光学系统同样成本高昂，体积巨大，且对空间物理抖动敏感、锁定难度大，实际使用步骤复杂。

技术实现思路

[0004]针对实际运用中现有的锁频信号传递系统结构复杂，难度和成本都很高这一问题，本申请目的一在于提出一种增益光纤结构，将多个光栅刻写在同一段增益光纤上实现同步变化，受激后输出多波长的单频激光，适用于锁频信号传递；基于上述增益光纤结构，目的二在于提供一种可调光栅封装结构，可以经过温度调节实现光栅的同步拉伸；基于上述可调光栅封装结构，目的三在于保护一种锁频信号传递系统，结构简单，降低了实现锁频信号传递的技术难度和成本。
[0005]具体方案如下：一种增益光纤结构，包括光纤本体，所述光纤本体上刻写有至少两个不同波长的光纤布拉格光栅，受激后输出多波长单频激光通过采用上述技术方案，将两个或多个不同波长的光纤布拉格光栅刻写于光纤的纤芯上，光纤布拉格光栅的波长均位于光纤的增益带宽内，可以实现至少两个单频激光同时输出，且波长同步变化。
[0006]优选的，至少两个所述光纤布拉格光栅在光纤本体上呈上下分布或重叠分布。
[0007]通过采用上述技术方案，光纤布拉格光栅在光纤上的不同分布方式均可以输出波长同步变化的单频激光。
[0008]优选的，所述增益光纤配置为掺铒、掺镱、铒镱共掺、掺铥或掺杂其他稀土元素的增益光纤或高非线性光纤。
[0009]通过采用上述技术方案，掺杂有不同稀土元素的增益光纤上刻写多个光纤布拉格光栅可以实现不同的技术效果，分别对应各种增益光纤的特性，基于各类型增益光纤的特性，需要对光纤布拉格光栅的参数进行适应性调整。
[0010]优选的，所述光纤本体上的光栅数量配置为两个，分别设置为第一光纤布拉格光栅以及第二光纤布拉格光栅；所述第一光纤布拉格光栅以及第二光纤布拉格光栅呈重叠分布。
[0011]通过采用上述技术方案，重叠分布的两个光纤布拉格光栅在光纤上所占空间更小，只需拉伸较短长度的光纤对其进行调制，即可实现波长同步变化，调节精度更高，操作更加方便、更易实现。
[0012]一种可调光栅封装结构，包括如前所述的增益光纤结构，以及用于调节所述增益光纤结构中光纤本体拉伸长度的调节组件。
[0013]通过采用上述技术方案，调节组件可以通过外界环境的影响或人为的操作调节光纤的长度，通过调节光纤的长度，实现对光纤上光栅的拉伸，由于光纤上刻写有多个光纤布拉格光栅，可以实现多个光纤布拉格光栅波长的同步调节、同步变化。
[0014]优选的，所述调节组件包括沿光纤本体长度方向设置的用于固定光栅的固定底座，所述固定底座由金属或陶瓷材质制成。
[0015]通过采用上述技术方案，金属和陶瓷导热系数较高，由金属或陶瓷材质制成的固定底座对温度较为敏感，当固定有光栅的调节组件。
[0016]优选的，所述调节组件还包括压电陶瓷底座，所述光纤本体一端与所述压电陶瓷底座固定连接，另一端与所述固定底座固定连接；其中，所述压电陶瓷底座通过调节电压改变其自身长度。
[0017]通过采用上述技术方案，将电压信号作为调节组件的调节信号，可以实现对光纤长度的精确、可控的调节，即实现对输出激光波长的精确调节，方便实现对特定波长激光的频率锁定。
[0018]一种锁频信号传递系统，其特征在于，包括：多波长单频光纤激光器，包括如前所述的可调光栅封装结构，用于输出多波长单频激光；分光模块，接收所述多波长单频光纤激光器输出的所述输出多波长单频激光，输出第一分光信号以及第二分光信号；锁频模块，接收所述第一分光信号，向所述多波长单频光纤激光器输出锁频信号，对设定波长的单频激光进行锁频，同时实现对其他波长单频激光的锁频。
[0019]通过采用上述技术方案，分光模块将特定波长的单频激光自光纤激光器输出的多波长单频激光中分离，并作为反馈调节信号输入锁频模块，锁频模块基于该特定波长的激光进行反馈调节，并将锁频信号输入光纤激光器，使得光纤激光器输出的单频激光频率锁定，由于光栅封装结构上的多个光栅同步拉伸，因此多波长单频激光中的其余波长的单频激光的频率也锁定，从而实现锁频信号的跨波长传递。
[0020]优选的，所述多波长单频光纤激光器还包括用于发射泵浦光的泵浦源、用于接收并导入所述泵浦光的波分复用模块以及输出隔离器，所述可调光栅封装结构上设置有用于接收所述锁频信号的输入端口。
[0021]通过采用上述技术方案，波分复用模块将泵浦源发出的泵浦光导入增益光纤，并在多个光纤布拉格光栅中产生多波长单频激光，输出隔离器用于隔离反向输入以及过滤噪声，保证锁频模块的锁频调节精度。
[0022]与现有技术相比，本申请的有益效果如下：（1）通过将多个光纤布拉格光栅刻写在同一段合适的增益光纤上的方式，使得多个分布反馈光纤激光器在同一段光纤上同步实现不同波长的单频激光输出，且同步受到光纤自身和外界环境的影响，使得激光波长同步发生变化，而且变化趋势相同；（2）通过拉伸光纤实现拉伸光栅，从而进行单频激光波长的调谐，当针对某一波长的单频激光进行波长的实时反馈并通过快速调谐将波长锁定时，增益光纤上其余不同波长的单频激光波长也被同步锁定，从而直接实现激光锁频信号的传递，相较于利用光学频率梳、超稳腔实现锁频信号传递的传统方式，本系统技术要求低，无需借助高端高精度的辅助设备，简化了系统结构，降低了成本和操作难度。
附图说明
[0023]图1为本申请增益光纤上光栅的一种分布方式示意图（上下分布）；图2为本申请增益光纤上光栅的另一种分布方式示意图（重叠分布）；图3为本申请可调光栅封装结构的示意图；图4为本申请锁频信号传递系统的示意图。
[0024]附图标记：1、可调光栅封装结构；11、光纤布拉格光栅；12、固定底座；13、压电陶瓷底座；2、泵浦源；3、波分复用模块；4、分光模块；5、锁频模块；6、多波长单频光纤激光器。
具体实施方式
[0025]下面结合实施例及图对本申请作进一步的详细说明，但本申请的实施方式不仅限于此。
[0026]如图1和图2所示，一种增益光纤结构，所述增益光纤上刻写有至少两个不同波长的光纤布拉格光栅11，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增益光纤结构，包括增益光纤本体，其特征在于，所述增益光纤本体上刻写有至少两个不同波长的光纤布拉格光栅(11)，受激后输出多波长单频激光。2.根据权利要求1所述的增益光纤结构，其特征在于，至少两个所述光纤布拉格光栅(11)在所述增益光纤本体上呈上下分布或重叠分布。3.根据权利要求2所述的增益光纤结构，其特征在于所述增益光纤配置为掺铒、掺镱、铒镱共掺、掺铥或掺杂其他稀土元素的增益光纤或高非线性光纤。4.根据权利要求3所述的增益光纤结构，其特征在于，所述增益光纤本体上的光栅数量配置为两个，分别设置为第一光纤布拉格光栅(11)以及第二光纤布拉格光栅(11)；所述第一光纤布拉格光栅(11)以及第二光纤布拉格光栅(11)呈重叠分布。5.一种可调光栅封装结构，其特征在于，包括如权利要求1
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4中任意一项所述的增益光纤结构，以及用于调节所述增益光纤结构中光纤本体拉伸长度的调节组件。6.根据权利要求5所述的可调光栅封装结构，其特征在于，所述调节组件包括沿所述增益光纤本体长度方向设置的用于固定光栅的固定底座(12)，所述固定底座(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘伟巍，董金岩，张磊，
申请(专利权)人：上海频准激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：