【技术实现步骤摘要】
本技术属于单频光纤激光器，具体涉及一种单频光纤激光器。
技术介绍
1、单频光纤激光器(single-frequency fiber laser，sffl)在精密测量、相干通信、激光雷达和光学传感等领域有越来越广泛的应用。其中的单频指的是输出激光的线宽在百khz量级及以下。
2、线性腔sffl一般可分为布拉格反射型单频光纤激光器(distributed braggreflector single-frequency fiber laser，dbr sffl)和分布反馈型单频光纤激光器(distributed feed back single-frequency fiber laser，dfb sffl)。具体地，dbr sffl和dfb sffl都属于短直腔设计的驻波腔光纤激光器，其谐振腔都具有两个反射腔镜，dbrsffl的设计属于典型的f-p腔结构，一般采用两个中心波长一致的光纤布拉格光栅作为谐振腔的前后腔镜，而dfb sffl一般采用一只刻写在掺杂光纤上的π相移光栅作为谐振腔的前后腔镜。
3、单频光纤激光器的强度噪声描述的是激光器输出光强度的波动，主要通过相对强度噪声(relative intensity noise，rin)来衡量。
4、根据频段不同，单频光纤激光器的强度噪声可以分成以下三类：
5、1)低频段的技术噪声：主要来源于单频光纤激光器本身的噪声，也可以来自外部环境的干扰等。
6、2)中频段的驰豫振荡：根本来源是激光器腔内的辐射和增益介质的相互作用，对单频光
7、3)高频段的量子噪声：也叫散粒噪声，主要来自于和频率不相关的光量子波动。
8、现实中，泵浦激光器的功率波动来源于其驱动电流的波动和电路噪声，目前业界高端的激光器驱动芯片也不能避免输出电流波动和电路噪声。现有技术中，采用隔音隔振材料结构的设计，使单频光纤激光器的噪声进一步降低，但也不能完全消除外部环境的干扰。而在一些相干探测，分布式光纤传感、相干lidar、相干检测等领域都需要低相对强度噪声(rin)及高信噪比的单频光纤激光器。
9、为此，有必要研究一种具有噪声抑制回路的单频光纤激光器，其rin和边带噪声可通过噪声抑制回路得到有效抑制，同时具有稳定输出激光中心波长的作用。
技术实现思路
1、为了至少在一定程度上解决上述技术问题，本技术提供了一种单频光纤激光器。
2、为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
3、一种单频光纤激光器，包括单频激光器主光路和单频激光器噪声抑制光路；所述单频激光器主光路包括泵浦源、第一波分复用器、谐振腔、第二波分复用器和分光器，所述泵浦源的输出端与所述第一波分复用器的第一输入端连接，所述第一波分复用器的输出端通过所述谐振腔与所述第二波分复用器的输入端连接，所述第二波分复用器的输出端与所述分光器的第一输入端连接，所述分光器的第一输出端作为所述单频光纤激光器的输出端，所述分光器的第二输出端通过所述单频激光器噪声抑制光路与所述第一波分复用器的第二输入端连接。
4、在一个可能的设计中，所述单频激光器噪声抑制光路包括第一光放大器、第一滤波器和第一可调光衰减器；所述第一光放大器的输入端与所述分光器的第二输出端连接，所述第一光放大器的输出端依次通过所述第一滤波器和所述第一可调光衰减器与所述第一波分复用器的第二输入端连接。
5、在一个可能的设计中，所述单频激光器噪声抑制光路包括第二滤波器、第二可调光衰减器、光环形器和第二光放大器；所述分光器的第二输出端依次通过所述第二滤波器和所述第二可调光衰减器与所述光环形器输入端连接，所述光环形器的第一输出端与所述第一波分复用器的第二输入端连接，所述光环形器的第二输出端与所述第二光放大器的输入端连接，所述第二光放大器的输出端与所述分光器的第二输入端连接。
6、在一个可能的设计中，所述谐振腔包括第一光纤光栅、第一掺杂光纤和第二光纤光栅，所述第一波分复用器的输出端依次通过所述第一光纤光栅、所述第一掺杂光纤和所述第二光纤光栅与所述第二波分复用器的输入端连接。
7、在一个可能的设计中，所述第一光纤光栅和所述第二光纤光栅均采用均匀布拉格光纤光栅，所述第一光纤光栅的反射率大于所述第二光纤光栅的反射率，所述第一光纤光栅的带宽大于所述第二光纤光栅的带宽。
8、在一个可能的设计中，所述谐振腔包括第二掺杂光纤，所述第一波分复用器的输出端通过所述第二掺杂光纤与所述第二波分复用器的输入端连接，所述第二掺杂光纤上刻写有相移光栅。
9、在一个可能的设计中，所述泵浦源包括泵浦激光器和偏振合束器，所述泵浦激光器设置有多个，多个所述泵浦激光器的输出端均与偏振合束器的输入端连接，所述偏振合束器的输出端与所述第一波分复用器的第一输入端连接。
10、在一个可能的设计中，所述第一波分复用器和所述第二波分复用器均采用拉锥型波分复用器或者波片型波分复用器。
11、本技术的有益效果集中体现在，可实现噪声抑制，利于降低相对强度噪声，提高信噪比，同时稳定激光器输出波长。具体地，本实施例在实施过程中，泵浦源输出激光，第一波分复用器将泵浦源输出的激光耦合进谐振腔内，谐振腔内产生振荡形成激光后，通过第二波分复用器耦合进分光器内，与此同时，分光器的第二输出端将部分激光输入单频激光器噪声抑制光路进行处理，单频激光器噪声抑制光路可对该部分激光进行噪声抑制处理，最后将噪声抑制处理后激光反馈至谐振腔内对其光输出特性进行锁定，以降低输出激光的纵模模式跳变及波长漂移程度，同时带通滤波器以一定消光比滤除一部分边带噪声，以便分光器通过其第一输出端输出降噪后激光。在此过程中，本实施例中由于单频激光器噪声抑制光路的设置，可实现对激光的噪声抑制，进而利于降低噪声，提高信噪比，同时稳定输出波长，具备推广应用的价值。
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1.一种单频光纤激光器，其特征在于：包括单频激光器主光路和单频激光器噪声抑制光路；所述单频激光器主光路包括泵浦源(1)、第一波分复用器(2)、谐振腔(3)、第二波分复用器(4)和分光器(5)，所述泵浦源(1)的输出端与所述第一波分复用器(2)的第一输入端连接，所述第一波分复用器(2)的输出端通过所述谐振腔(3)与所述第二波分复用器(4)的输入端连接，所述第二波分复用器(4)的输出端与所述分光器(5)的第一输入端连接，所述分光器(5)的第一输出端作为所述单频光纤激光器的输出端，所述分光器(5)的第二输出端通过所述单频激光器噪声抑制光路与所述第一波分复用器(2)的第二输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述单频激光器噪声抑制光路包括第一光放大器(6)、第一滤波器(7)和第一可调光衰减器(8)；所述第一光放大器(6)的输入端与所述分光器(5)的第二输出端连接，所述第一光放大器(6)的输出端依次通过所述第一滤波器(7)和所述第一可调光衰减器(8)与所述第一波分复用器(2)的第二输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种单频光纤激光
4.根据权利要求3所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述第一光纤光栅(311)和所述第二光纤光栅(313)均采用均匀布拉格光纤光栅，所述第一光纤光栅(311)的反射率大于所述第二光纤光栅(313)的反射率，所述第一光纤光栅(311)的带宽大于所述第二光纤光栅(313)的带宽。
5.根据权利要求1所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述单频激光器噪声抑制光路包括第二滤波器(9)、第二可调光衰减器(10)、光环形器(11)和第二光放大器(12)；所述分光器(5)的第二输出端依次通过所述第二滤波器(9)和所述第二可调光衰减器(10)与所述光环形器(11)输入端连接，所述光环形器(11)的第一输出端与所述第一波分复用器(2)的第二输入端连接，所述光环形器(11)的第二输出端与所述第二光放大器(12)的输入端连接，所述第二光放大器(12)的输出端与所述分光器(5)的第二输入端连接。
6.根据权利要求5所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述谐振腔(3)包括第一光纤光栅(311)、第一掺杂光纤(312)和第二光纤光栅(313)，所述第一波分复用器(2)的输出端依次通过所述第一光纤光栅(311)、所述第一掺杂光纤(312)和所述第二光纤光栅(313)与所述第二波分复用器(4)的输入端连接。
7.根据权利要求6所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述第一光纤光栅(311)和所述第二光纤光栅(313)均采用均匀布拉格光纤光栅，所述第一光纤光栅(311)的反射率小于所述第二光纤光栅(313)的反射率，所述第一光纤光栅(311)的带宽小于所述第二光纤光栅(313)的带宽。
8.根据权利要求1所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述谐振腔(3)包括第二掺杂光纤(321)，所述第一波分复用器(2)的输出端通过所述第二掺杂光纤(321)与所述第二波分复用器(4)的输入端连接，所述第二掺杂光纤(321)上刻写有相移光栅(322)。
9.根据权利要求1所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述泵浦源(1)包括泵浦激光器和偏振合束器，所述泵浦激光器设置有多个，多个所述泵浦激光器的输出端均与偏振合束器的输入端连接，所述偏振合束器的输出端与所述第一波分复用器(2)的第一输入端连接。
10.根据权利要求1所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述第一波分复用器(2)和所述第二波分复用器(4)均采用拉锥型波分复用器或者波片型波分复用器。
...【技术特征摘要】
1.一种单频光纤激光器，其特征在于：包括单频激光器主光路和单频激光器噪声抑制光路；所述单频激光器主光路包括泵浦源(1)、第一波分复用器(2)、谐振腔(3)、第二波分复用器(4)和分光器(5)，所述泵浦源(1)的输出端与所述第一波分复用器(2)的第一输入端连接，所述第一波分复用器(2)的输出端通过所述谐振腔(3)与所述第二波分复用器(4)的输入端连接，所述第二波分复用器(4)的输出端与所述分光器(5)的第一输入端连接，所述分光器(5)的第一输出端作为所述单频光纤激光器的输出端，所述分光器(5)的第二输出端通过所述单频激光器噪声抑制光路与所述第一波分复用器(2)的第二输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述单频激光器噪声抑制光路包括第一光放大器(6)、第一滤波器(7)和第一可调光衰减器(8)；所述第一光放大器(6)的输入端与所述分光器(5)的第二输出端连接，所述第一光放大器(6)的输出端依次通过所述第一滤波器(7)和所述第一可调光衰减器(8)与所述第一波分复用器(2)的第二输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述谐振腔(3)包括第一光纤光栅(311)、第一掺杂光纤(312)和第二光纤光栅(313)，所述第一波分复用器(2)的输出端依次通过所述第一光纤光栅(311)、所述第一掺杂光纤(312)和所述第二光纤光栅(313)与所述第二波分复用器(4)的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述第一光纤光栅(311)和所述第二光纤光栅(313)均采用均匀布拉格光纤光栅，所述第一光纤光栅(311)的反射率大于所述第二光纤光栅(313)的反射率，所述第一光纤光栅(311)的带宽大于所述第二光纤光栅(313)的带宽。
5.根据权利要求1所述的一种单频光纤激光器，其特征在于：所述单频激光器噪声抑制光路包括第二滤波器(9)、第二可调光衰减器(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，王磊，杨江，
申请(专利权)人：四川光延科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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