【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤通信，涉及一种高功率高稳定性单纵模掺铥光纤激光器及输出方法。
技术介绍
1、掺铥光纤的宽荧光光谱可达400nm，位于“人眼安全”波长区域，是自由空间光传输相关应用的优选光源。近年来，2μm波段单纵模光纤激光器因在水分子、温室气体和其他一些化合物中的独特吸收特性，以及在激光雷达、大气测量、高分辨的光谱学和生物医疗等领域的潜在应用，受到了重点的关注和广泛的研究。研究者也尝试使用tdfl获得不同的输出波段，包括1.6μm、1.7μm、18μm、1.9μm、2.0μm和2.05μm波段。
2、目前已经报道了几种实现单纵模光纤激光器的技术，包括短腔分布布拉格反射器(dbr)、分布反馈(dfb)结构、拉曼光纤激光器、复合腔光纤激光器、光自注入反馈等。尽管dbr和dfb光纤激光器在单纵模操作中具有紧凑性和稳健性，但它们存在一些固有的结构限制，阻碍了它们广泛的可调性。单纵模环形腔光纤激光器由于其嵌入各种光滤波器的灵活性而不受这些限制。根据schawlow-townes理论，腔长较长的环形激光器会导致线宽变窄，弛豫振荡频率峰值向低频偏移。由于低频共振模的密集分布，使其更容易发生跳模和多纵模振荡。
3、为了克服这些缺点，人们研究了许多模式选择机制。基于饱和吸收体(sa)的无泵浦有源光纤限制了激光器内的纵向模式，利用空间烧孔效应，增强了sa内的单纵模振荡。研究人等利用sa作为自跟踪窄带滤波器，展示了一种稳定的掺铥光纤激光器。然而，在这种方法中大量的能量被sa吸收，导致腔损过大，能量转化率过低。窄带宽滤波器是单
技术实现思路
1、本专利技术解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种高功率高稳定性单纵模掺铥光纤激光器及输出方法。
2、现有技术问题通过以下技术方案得以解决：
3、一种高功率高稳定性单纵模掺铥光纤激光器，泵浦源及三环复合腔滤波器与合束器连接，合束器的一端与掺铥光纤连接，掺铥光纤的另一端与环形器连接，环形器的另一端与耦合器一，耦合器一的另一端与三环复合腔滤波器连接，环形器还与铥钬共掺光纤连接，铥钬共掺光纤的另一端与均匀光栅连接。
4、环形器由耦合器二、耦合器三、耦合器四及耦合器五组成，耦合器二与耦合器四为环形连接，耦合器三与耦合器五为环形连接，耦合器二与耦合器三连接，耦合器四与耦合器五连接。
5、所述连接为通过光纤熔接。
6、一种高功率高稳定性单纵模掺铥光纤激光输出方法,含有以下步骤：通过使用泵浦源、合束器、掺铥光纤、环形器、均匀光栅、铥钬共掺光纤及耦合器设计制作激光器，使用窄带光栅和环形滤波器，实现2μm波段的单纵模窄线宽激光输出。
7、793nm的泵浦源通过合束器进入环形腔对增益光纤进行放大，得到放大的自发辐射谱ase，经过环形器保证激光能够顺时针运行，均匀光栅对特定波长的光进行反射，未泵浦的铥钬共掺光纤作为可饱和吸收体,起到抑制增益竞争作用。
8、环形滤波器包括三环复合腔滤波器(filter)、合束器、掺铥光纤、环形器及耦合器一，环形器由耦合器二、耦合器三、耦合器四及耦合器五组成组成。
9、耦合器二、耦合器三、耦合器四及耦合器五与窄带光栅共同作用，使激光处于单纵模运转状态，同时将线宽压窄至khz量级。
10、本专利技术所具有的效果如下：提出了一种基于四耦合器三环复合腔滤波器和铥钬共掺光纤作为可饱和吸收体的单纵模窄线宽掺铥光纤激光器，使用了泵浦源、合束器、掺铥光纤、环形器、铥钬共掺光纤和耦合器，可在2050nm波段实现稳定的单纵模窄线宽激光输出。
11、本专利技术在腔内创新性的采用铥钬共掺光纤作为可饱和吸收体，可以较好地抑制增益竞争。
12、本专利技术合理的设计了子环腔各个耦合器的耦合比以及两个子环腔的长度差，并对实验所需参数进行了仿真，达到了较好的滤波效果。
13、本专利技术激光器中的元器件都比较容易获得且滤波器的组建元件廉价，操作难度低，对于缺乏滤波组件的2μm波段的激光器有参考价值。
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1.一种高功率高稳定性单纵模掺铥光纤激光器，其特征在于,泵浦源及三环复合腔滤波器与合束器连接，合束器的一端与掺铥光纤连接，掺铥光纤的另一端与环形器连接，环形器的另一端与耦合器一，耦合器一的另一端与三环复合腔滤波器连接，环形器还与铥钬共掺光纤连接，铥钬共掺光纤的另一端与均匀光栅连接。
2.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定性单纵模掺铥光纤激光器，其特征在于,环形器由耦合器二、耦合器三、耦合器四及耦合器五组成，耦合器二与耦合器四为环形连接，耦合器三与耦合器五为环形连接，耦合器二与耦合器三连接，耦合器四与耦合器五连接。
3.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定性单纵模掺铥光纤激光器，其特征在于,所述连接为通过光纤熔接。
4.一种高功率高稳定性单纵模掺铥光纤激光输出方法,其特征在于，含有以下步骤：通过使用泵浦源、合束器、掺铥光纤、环形器、均匀光栅、铥钬共掺光纤及耦合器设计制作激光器，选择窄带光栅和环形滤波器，实现2μm波段的单纵模窄线宽激光输出。
5.根据权利要求4所述的一种高功率高稳定性单纵模掺铥光纤激光输出方法，其特征在于，793nm
...【技术特征摘要】
1.一种高功率高稳定性单纵模掺铥光纤激光器，其特征在于,泵浦源及三环复合腔滤波器与合束器连接，合束器的一端与掺铥光纤连接，掺铥光纤的另一端与环形器连接，环形器的另一端与耦合器一，耦合器一的另一端与三环复合腔滤波器连接，环形器还与铥钬共掺光纤连接，铥钬共掺光纤的另一端与均匀光栅连接。
2.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定性单纵模掺铥光纤激光器，其特征在于,环形器由耦合器二、耦合器三、耦合器四及耦合器五组成，耦合器二与耦合器四为环形连接，耦合器三与耦合器五为环形连接，耦合器二与耦合器三连接，耦合器四与耦合器五连接。
3.根据权利要求1所述的一种高功率高稳定性单纵模...
【专利技术属性】
技术研发人员：王向东，延凤平，冯亭，李挺，杨丹丹，王伟，郭浩，于晨昊，王鹏飞，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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