【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光器，尤其涉及一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器。
技术介绍
1、工作范围波长为1700～1800nm的1.7μm波段单频光纤激光器具有线宽窄(～10khz)、噪声低、相干性好、结构紧凑等优点。且1.7μm波段处于水分子两个吸收峰之间的低谷，覆盖c-h共价键的吸收峰，同时处于胶原蛋白和脂肪吸收峰的高峰，因此该波段光纤激光器常应用于有机物检测及测量、光学相干层析成像、聚合物焊接处理、激光医疗等领域。此外，1.7μm波段单频光纤激光器通过倍频技术可获得高性能蓝光、深紫外激光，以及可作为中红外3～5μm激光的泵浦源。然而一些特殊的应用场合，如甲烷气体探测、多光子荧光显微成像等领域对激光光源的噪声、线宽等指标提出了更高要求，需要超窄线宽、超低噪声进一步提升应用系统的性能。
2、当前1.7μm波段单频光纤激光的实现技术包括：直接泵浦发光离子掺杂光纤或者利用受激拉曼散射效应等。然而基于拉曼效应的激光转换效率低、装置结构复杂，使得1.7μm波段拉曼光纤激光器的发展受到了限制。直接泵浦发光离子掺杂光纤是获得1.7μm激光的有效途径，相关研究报道有：(1)天津大学zhang等人利用0.8m长的掺tm3+石英光纤构建环形腔，实现了线宽为2400mhz、功率为227mw的1720nm窄线宽激光输出[opticscommunications,2019,457:124627]，但是该报道采用腔长较长、结构复杂的环形腔，导致激光器易跳模，且线宽较宽。(2)华南理工大学cen等人利用1.8cm长的高掺杂tm3+锗酸
3、相关专利有：(1)中国科学院西安光学精密机械研究所申请了一种基于sesam的1.7μm皮秒级超快光纤激光器[公开号：cn113140955b]，通过sesam材料对环形腔的激光信号进行损耗调制，进而通过自启动锁模机制形成稳定的1.7μm波段皮秒脉冲激光输出，但是该专利所要求的激光器并未具有单频运转特征。(2)广东工业大学申请了一种基于gasb单晶半导体复合光纤的1.7μm单频光纤激光器[公开号：cn114498266b]，通过808～1064nm泵浦源抽运由gasb单晶半导体复合光纤构建的短线性腔，获得线宽小于1mhz的1.7μm单频激光输出。但是该专利所要求的激光器并未具有超低噪声、超窄线宽特征。
技术实现思路
1、为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本专利技术的目的在于提供一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器。
2、本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，包括：
4、1.7μm波段单频激光谐振短腔，包括依次串联连接的宽带光纤光栅、高掺杂增益光纤和窄带光纤光栅；
5、封装组件，用于封装所述1.7μm波段单频激光谐振短腔；
6、第一波分复用器，所述第一波分复用器的公共端连接所述窄带光纤光栅的一端；
7、强度噪声抑制模块，所述第一波分复用器的泵浦端连接强度噪声抑制模块的输出端；
8、泵浦隔离器，所述强度噪声抑制模块的输入端连接泵浦隔离器的输出端；
9、同带泵浦源，所述泵浦隔离器的输入端连接同带泵浦源的输出端；
10、滤波模块，所述第一波分复用器的信号端连接滤波模块的一端；
11、信号隔离器，所述滤波模块的另一端连接信号隔离器的输入端，信号隔离器的输出端作为激光输出端口；
12、第二波分复用器，所述第二波分复用器的公共端连接所述宽带光纤光栅的一端；
13、自激抑制模块，第二波分复用器的信号端连接自激抑制模块的输出端。
14、进一步地，所述宽带光纤光栅的中心波长范围为1700～1800nm，3db反射带宽≤1.5nm；所述宽带光纤光栅对泵浦波长的透射率≥90％，对激光信号波长的反射率≥90％。
15、进一步地，所述高掺杂增益光纤为纤芯均匀单掺杂高浓度tm3+或者共掺杂高浓度tm3+-ho3+、tm3+-tb3+稀土离子，掺杂浓度≥1×1020ions/cm3；
16、所述高掺杂增益光纤的纤芯和包层基质的材料均为同质的磷酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、碲酸盐玻璃、氟化物玻璃，或者由其两两组合方式构成的复合玻璃光纤；
17、所述高掺杂增益光纤的使用长度≤5cm。
18、进一步地，所述窄带光纤光栅的中心波长范围为1700～1800nm，3db反射带宽≤0.5nm；所述窄带光纤光栅对激光信号波长的反射率≥20％，即部分透射。
19、进一步地，所述封装组件包括外部结构和内部结构；
20、所述外部结构为长方体形状，由金属铜或者金属铝制成；
21、所述内部结构为由隔音隔振材料制成的空心圆管，所述隔音隔振材料包括隔音棉、泡沫铝或者纤维丝。
22、进一步地，所述自激抑制模块为一段非掺杂稀土发光离子(无源)光纤，其一端端面研磨成倾斜角度为8～20°的斜角，并镀上介质增透膜，膜层对激光信号波长的透射率≥90％。
23、进一步地，所述同带泵浦源为带尾纤输出的半导体激光器、固体激光器或者光纤激光器；
24、所述同带泵浦源的工作波长范围为1600～1650nm，其泵浦方式为前向泵浦、后向泵浦或者双向泵浦。
25、进一步地，所述强度噪声抑制模块为以半导体光放大器、光纤放大器或者光电负反馈方式，或者由其两两组合方式构成，用于对同带泵浦源的强度噪声进行有效抑制。
26、进一步地，所述滤波模块为光环形器和窄带光纤光栅的组合、光纤窄带滤波器或者f-p滤波器；所述滤波模块的工作带宽≤激光信号中心波长±2nm。
27、进一步地，所述单频光纤激光器还包括温度控制器，所述温度控制器用于对封装组件进行温度控制；
28、所述宽带光纤光栅、高掺杂增益光纤和窄带光纤光栅之间的连接方式是研磨抛光其光纤端面进行机械对接，或者通过光纤熔接机熔融连接。
29、与现有技术相比，本专利技术的技术效果是：将短长度(厘米量级)高掺杂增益光纤作为激光工作介质，宽带光纤光栅和窄带光纤光栅分别作为前后腔镜，三者一起构成1.7μm波段单频激光dbr谐振短腔。在低噪声1.6μm波段同带泵浦源对谐振短腔的持续抽运下，高掺杂增益光纤纤芯中的稀土离子发生粒子数反转，产生信号光；在光纤光栅对(前后腔镜)的不断反馈作用下，信号光多次来回振荡并得到多次放大；由于谐振腔腔长较短，腔内的相邻纵模间隔可达ghz量级。当窄带光纤光栅的3db反射谱窄至一定程度时，即可实现谐振短腔内只存在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述宽带光纤光栅的中心波长范围为1700～1800nm，3dB反射带宽≤1.5nm；所述宽带光纤光栅对泵浦波长的透射率≥90％，对激光信号波长的反射率≥90％。
3.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述高掺杂增益光纤为纤芯均匀单掺杂高浓度Tm3+或者共掺杂高浓度Tm3+-Ho3+、Tm3+-Tb3+稀土离子，掺杂浓度≥1×1020ions/cm3；
4.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述窄带光纤光栅的中心波长范围为1700～1800nm，3dB反射带宽≤0.5nm；所述窄带光纤光栅对激光信号波长的反射率≥20％。
5.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述封装组件包括外部结构和内部结构；
6.根据权利要求1
7.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述同带泵浦源为带尾纤输出的半导体激光器、固体激光器或者光纤激光器；
8.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述强度噪声抑制模块为以半导体光放大器、光纤放大器或者光电负反馈方式，或者由其两两组合方式构成，用于对同带泵浦源的强度噪声进行有效抑制。
9.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述滤波模块为光环形器和窄带光纤光栅的组合、光纤窄带滤波器或者F-P滤波器；
10.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述单频光纤激光器还包括温度控制器，所述温度控制器用于对封装组件进行温度控制；
...【技术特征摘要】
1.一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述宽带光纤光栅的中心波长范围为1700～1800nm，3db反射带宽≤1.5nm；所述宽带光纤光栅对泵浦波长的透射率≥90％，对激光信号波长的反射率≥90％。
3.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述高掺杂增益光纤为纤芯均匀单掺杂高浓度tm3+或者共掺杂高浓度tm3+-ho3+、tm3+-tb3+稀土离子，掺杂浓度≥1×1020ions/cm3；
4.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述窄带光纤光栅的中心波长范围为1700～1800nm，3db反射带宽≤0.5nm；所述窄带光纤光栅对激光信号波长的反射率≥20％。
5.根据权利要求1所述的一种1.7μm波段百赫兹线宽超低噪声单频光纤激光器，其特征在于，所述封装组件包括外部结构和内部结构；
6.根据权利...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。