基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器制造技术

基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器，涉及一种光纤激光器，适用于光纤通信领域。解决了目前多波长光纤激光器中激光器结构的稳定性差，输出激光的波长数量难以控制的问题。该激光器中的第一泵浦源(51)接第一波分复用器的第一端口(411)，第一波分复用器的第二端口(412)接耦合器的第一端口(21)，第一波分复用器的第三端口(413)接第一有源单模光纤(11)的一端，第一有源单模光纤(11)的另一端接耦合器的第三端口(23)；刻写在耦合器熔锥区(2)的第一至第N光纤光栅(31、32、……、3M、3(M+1)、3(M+2)、……、3N)的中心波长均不一致，均为布拉格光纤光栅，反射带宽均没有重叠部分。N＝2～50，0≤M≤N，M和N均为正整数。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光纤激光器，适用于光纤通信领域。
技术介绍
人类发现并利用光源可以追溯到用火照明的原始部落年代，直到激光产生前的所有光源都无法在方向性和亮度上有质的提高，无论外加多少设备对输出光进行调节，发散角大、能量不集中的问题始终无法有效解决。这归其原因在于激光产生以前的所有光源都不是相干光源，发散角大，亮度低是其固有的弊病。直到上世纪六十年代初，第一台红宝石激光器的问世才彻底解决了这个问题，而随着激光器技术的不断成熟，激光的应用领域也进一步扩展，目前，激光器已经发展为包括半导体激光器、光纤激光器、CO2激光器、自由电子激光器等多种基理不同的庞大激光器体系。综合考虑各类激光器的优缺点，光纤激光器以其光束质量好，结构紧凑、热效率低、光-光转换效率高等特点得到广大科研工作者的青睐，并且在基础应用领域展现出其巨大的经济效益和社会效益。目前，基于包层抽运技术的光纤激光器以其光束质量好、转换效率高以及结构紧凑等特点吸引了人们的广泛关注。2004年光纤激光器的单纤输出功率达到千瓦量级，2009年IPG公司报道已实现了单纤万瓦的单模激光输出。但随着功率的增加，SBS、SRS和FWM等各种非线性效应使得光束质量严重降低，并且成为进一步增加激光功率的巨大障碍。大模场面积LMA光纤的提出成为一种可行的方法，在保持光功率密度不变的情况下，增大光纤半径可以有效增加光纤所能承载的光功率，为大功率光纤激光器的制备提供了必要的前提。但由于光纤半径增加幅度有限，过大的光纤半径使得模场变的复杂，光束质量得不到保证，因此该方法能够解决的问题受到光纤尺寸的限制。另一种方法为主控振荡器的功率放大器MOPA，这种方法可以有效增加激光器功率，而且输出激光的质量很高，但同样受到单根光纤光功率承载能力的限制。光纤激光器在通信领域发挥着不可替代的作用，多波长，窄线宽的光纤激光器一直以来都是通信领域追求的目标，目前光纤激光器已经可以实现多波长，窄线宽激光的输出，转换的效率高，对推动光通信的进步起到了相当重要的作用。但是，现有多波长激光器多数采用梳状滤波器结构，具体为取样光栅、两个3dB耦合器构成的M-Z干涉仪、F-P标准具等，稳定性差。而且难以对波长的数量进行有效控制。因此，目前多波长光纤激光器面临的问题是：激光器结构的稳定性差，输出激光的波长数量难以控制。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是：激光器结构的稳定性差，输出激光的波长数量难以控制。本技术的技术方案为：基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器，该激光器包括第一有源单模光纤，耦合器，刻写在耦合器熔锥区的第一至第N光纤光栅，第一泵浦源，第一波分复用器，各器件的连接方式为：第一泵浦源接第一波分复用器的第一端口，第一波分复用器的第二端口接耦合器的第一端口，第一波分复用器的第三端口接第一有源单模光纤的一端，第一有源单模光纤的另一端接耦合器的第三端口；激光信号从耦合器的第二端口或/和第四端口输出；刻写在耦合器熔锥区的第一至第N光纤光栅的中心波长均不一致，均为布拉格光纤光栅，反射带宽均没有重叠部分；第一至第M光纤光栅被刻写在耦合器熔锥区的其中一根光纤上，第M+1至第N光纤光栅被刻写在耦合器熔锥区的另一根光纤上；N＝2～50，0≤M≤N，M和N均为非负整数。本技术和已有技术相比所具有的有益效果：传统的多波长光纤激光器中的梳状滤波器，依靠取样光栅的选频作用对光信号进行选择，但取样光栅的制作难度较高，而且精度难以满足要求，无法达到对光信号的选择与理论计算一样的要求，本技术所述的多波长激光器结构中，每个光栅对应一个波长的激光信号，制作难度低，精度高；传统多波长激光器难以对波长数量进行控制，波长过多则会使每个输出波长的激光信号功率下降，而输出波长过少则无法满足要求，本技术由于采用多个光栅串联于耦合器熔锥区的方法，光栅的数量即为输出波长的数量，可控性强。附图说明图1为输出N个波长的基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器。图2为输出五十个波长的基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器。图3为输出U个波长的基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器。图4为输出两个波长的基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器。图5为输出五个波长的基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器。图6为3×3耦合器的基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述。实施方式一基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器，如图1，该激光器包括第一有源单模光纤11，耦合器，刻写在耦合器熔锥区2的第一至第N光纤光栅31、32、……、3M、3(M+1)、3(M+2)、……、3N，第一泵浦源51，第一波分复用器，各器件的连接方式为：第一泵浦源51接第一波分复用器的第一端口411，第一波分复用器的第二端口412接耦合器的第一端口21，第一波分复用器的第三端口413接第一有源单模光纤11的一端，第一有源单模光纤11的另一端接耦合器的第三端口23。激光信号从耦合器的第二端口22或/和第四端口24输出。刻写在耦合器熔锥区2的第一至第N光纤光栅31、32、……、3M、3(M+1)、3(M+2)、……、3N的中心波长均不一致，均为布拉格光纤光栅，反射带宽均没有重叠部分。第一至第M光纤光栅31、32、……、3M被刻写在耦合器熔锥区2的其中一根光纤上，第M+1至第N光纤光栅3(M+1)、3(M+2)、……、3N被刻写在耦合器熔锥区2的另一根光纤上。N＝2～50，0≤M≤N，M和N均为非负整数。实施方式二基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器，如图2，该激光器包括第一有源单模光纤11，耦合器，刻写在耦合器熔锥区2的第一至第五十光纤光栅31、32、……、350，第一泵浦源51，第一波分复用器，各器件的连接方式为：第一泵浦源51接第一波分复用器的第一端口411，第一波分复用器的第二端口412接耦合器的第一端口21，第一波分复用器的第三端口413接第一有源单模光纤11的一端，第一有源单模光纤11的另一端接耦合器的第三端口23。激光信号从耦合器的第二端口22或/和第四端口24输出。刻写在耦合器熔锥区2的第一至第五十光纤光栅31、32、……、350的中心波长均不一致，均为布拉格光纤光栅，反射带宽均没有重叠部分。第一至第五十光纤光栅31、32、……、350被刻写在耦合器熔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器，其特征在于：该激光器
包括第一有源单模光纤(11)，耦合器，刻写在耦合器熔锥区(2)的第一至第N
光纤光栅(31、32、……、3M、3(M+1)、3(M+2)、……、3N)，第一泵浦源(51)，
第一波分复用器，各器件的连接方式为：
第一泵浦源(51)接第一波分复用器的第一端口(411)，第一波分复用器
的第二端口(412)接耦合器的第一端口(21)，第一波分复用器的第三端口(413)
接第一有源单模光纤(11)的一端，第一有源单模光纤(11)的另一端接耦合
器的第三端口(23)；
激光信号从耦合器的第二端口(22)或/和第四端口(24)输出；
刻写在耦合器熔锥区(2)的第一至第N光纤光栅(31、32、……、3M、3
(M+1)、3(M+2)、……、3N)的中心波长均不一致，均为布拉格光纤光栅，反
射带宽均没有重叠部分；
第一至第M光纤光栅(31、32、……、3M)被刻写在耦合器熔锥区(2)的
其中一根光纤上，第M+1至第N光纤光栅(3(M+1)、3(M+2)、……、3N)被
刻写在耦合器熔锥区(2)的另一根光纤上；
N＝2～50，0≤M≤N，M和N均为非负整数。
 2.根据权利要求1所述的基于光纤耦合器熔锥光栅的多波长光纤激光器，
其特征在于：
所述的耦合器为3×3耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：温晓东，裴丽，宁提纲，李晶，谭中伟，王春灿，刘艳，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：实用新型
国别省市：