[發明專利]一種啁啾相移光纖光柵及基于該光柵的光纖激光器

無效

• 申請號: 200810048013.0
• 申請日: 2008-06-13
• 公開（公告）號: CN101320884A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 孫軍強;陳金林
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01S3/083
• 分類號: H01S3/083;H01S3/067;H01S3/098;G02B6/02;G02B6/34
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明屬于光纖光柵和光纖激光器領域，具體涉及一種啁啾相移光纖光柵及雙波長單縱模光纖激光器，該雙波長單縱模光纖激光器通過該啁啾相移光纖光柵的雙透射峰濾波、高非線性光纖的模式競爭抑制以及非泵浦摻鉺光纖飽和吸收體的單縱模選擇來實現。

背景技術

太赫茲波在生物醫學、材料科學、環境檢測、射電天文、高速信息網絡和安檢等領域有著重要的應用；微波在無線通信中具有核心作用。采用雙波長激光器進行混頻是產生太赫茲波和微波的重要方案。為了獲得穩定的太赫茲波或微波，需要激光器能產生穩定的雙波長單縱模的激射。

全光纖激光器由于其獨特的優勢而受到重視。為了使摻鉺光纖激光器產生雙波長單縱模的激光需要解決三個問題。首先需要具有雙波長透射峰的窄帶濾波器，在全光纖器件中首選光纖光柵。目前能產生雙峰的光纖光柵主要有取樣光柵和均勻相移光柵，但兩者能獲得的雙透射峰的波長間隔都較小，不能滿足高頻微波或太赫茲的應用，而且取樣光柵設計復雜，制作困難，因此雙波長濾波光柵仍需要創新性的技術發明。其次，摻鉺光纖為均勻加寬介質存在著模式競爭問題，用于多波長的摻鉺光纖激光器存在著波長不穩和跳模現象。最后，由于光纖環形腔結構中，諧振腔腔長很長，縱模間隔很小，難以獲得單縱模激射。

發明內容

本發明基于現有技術的不足而做出，其目的在于提供雙波長單縱模光纖激光器，該激光器能夠激射雙波長單縱模的激光。

本發明提供的一種雙波長單縱模光纖激光器，包括位于一個環行腔內的摻鉺光纖放大器、環行器、第一啁啾光纖光柵、耦合器、高非線性光纖和偏振控制器，所述環行器直接與非泵浦的摻鉺光纖飽和吸收體的一端連接，該非泵浦的摻鉺光纖飽和吸收體的另一端與第二啁啾光纖光柵相連；所述第一啁啾光纖光柵為在一段具有線性啁啾的光纖光柵上引入兩個π相移，使得啁啾光柵的反射帶中具有兩個透射峰的啁啾相移光纖光柵。

在本發明中，采用摻鉺光纖放大器作為增益機制；采用高非線性光纖作為模式競爭抑制機制；采用啁啾相移光柵作為雙波長濾波機制；采用非泵浦的摻鉺光纖飽和吸收體作為單縱模選擇機制。

在本發明中，所述非泵浦的摻鉺光纖飽和吸收體位于所述環行器和所述啁啾光纖光柵之間，使得該非泵浦的摻鉺光纖飽和吸收體中形成駐波。

在本發明中，所述啁啾光纖光柵的反射譜覆蓋所述啁啾相移光纖光柵的透射雙峰，但小于該啁啾相移光柵的反射帶。

在本發明中，所述啁啾相移光柵、環行器、非泵浦的摻鉺光纖飽和吸收體以及啁啾光纖光柵構成超窄譜帶單縱模雙波長濾波器，最終完成激光器選模功能。

本發明可以獲得雙峰透射譜的啁啾相移光纖光柵以及雙波長單縱模摻鉺光纖激光器。

附圖說明

圖1是本發明啁啾相移光纖光柵實施例的結構示意圖。

圖2是圖1中啁啾相移光纖光柵實施例的透射譜。

圖3是本發明雙波長單縱模光纖激光器的結構示意圖。

具體實施方式

下文參照附圖和實例對本發明具體實施方式加以詳細說明。

圖1是本發明的啁啾相移光纖光柵實施例的結構示意圖。圖1中為一段啁啾光柵，光柵長度為48mm，啁啾率為2.5nm/cm，同時該光柵中插入兩個π相移11和12，兩個相移的位置為：L₁＝L₃＝8mm，L₂＝32mm。π相移可以通過壓電陶瓷(PZT)移位的方法制作。圖2是該實施例的透射譜理論結果。如圖2所示，該透射譜在反射帶中出現兩個波長間隔約為8nm的超窄譜帶透射峰，可以很好地應用到雙波長單縱模激光器中。雖然本實施例中透射譜雙峰的波長間隔為8nm，但通過調整L₂的大小，可使得波長間隔為任意值。

圖3是本發明的雙波長單縱模光纖激光器的結構示意圖。該激光器包括本發明第一方面的啁啾相移光纖光柵33，還包括：摻鉺光纖放大器31、高非線性光纖32、環行器34、非泵浦的摻鉺光纖飽和吸收體35、啁啾光纖光柵36、耦合器37以及偏振控制器38，環形腔內各部件相互之間的位置順序并無限制，環行器34、非泵浦的摻鉺光纖飽和吸收體35、啁啾光纖光柵36的排列順序由圖3所示。

該啁啾相移光纖光柵33采用實施例圖1的結構，L₂的距離由所需要的雙波長激光的間隔確定，波長間隔Δλ和L₂之間的關系為：

Δλ＝n_eff(C_hL₂)