[發明專利]基于多組分摻雜石英光纖的全光纖化超連續譜激光源

有效

• 申請號: 201110039729.6
• 申請日: 2011-02-17
• 公開（公告）號: CN102130413A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 沈永行;劉偉;陳滔
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/098;H01S3/11
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及光纖激光器領域，尤其涉及一種基于多組分摻雜石英光纖的全光纖化超連續譜激光源。

背景技術

光脈沖在高非線性光纖中的時域和頻域演化，不僅受到諸如自發相位調制（SPM）、交叉相位調制（XPM）、四波混頻（FWM）、受激喇曼散射（SRS）、受激布里淵散射（SBS）等多種非線性效應的影響，也受到光纖色散特性的影響，所有這些非線性過程都可以產生新的頻率分量。對于足夠強的脈沖，能夠將激光光譜展寬上百nm?以上，這種現象稱之為超連續譜產生。

超連續譜光源具有很寬的光譜，能夠廣泛應用于各種需要寬光譜光源的領域。目前，超連續譜光源的應用領域主要有：多信道通信光源、光譜學、光學相干層析（OCT）、光頻率計量學、光纖特性測試、通信器件（WDM）測試等。由于超連續譜光源有寬光譜、高亮度的特性，已經展現出非常廣闊的應用前景。

目前，產生超連續譜激光的主要方法為利用高功率超短脈沖（fs或ps）激光器激勵微結構的非線性光纖，實現超連續譜激光輸出。但是，超短脈沖激光器一般體積較大，造價昂貴；其使用的非線性光纖絕大多數為光子晶體光纖。雖然光子晶體光纖有其固有的優勢，例如非線性吸收比較大，群速度色散（GVD）波長位置可由設計控制等，這些優勢有助于通過合理的設計光纖結構來實現對超連續譜光譜寬度、平坦度的控制。但是，光子晶體光纖也有其顯著缺點，例如與普通光纖的熔接困難、熔接損耗大、光纖制造成本高、處理困難等問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種基于多組分摻雜石英光纖的全光纖化超連續譜激光源。

基于多組分摻雜石英光纖的全光纖化超連續譜激光源由半導體激光泵浦源、多模光纖合束器、第一高反射率光纖光柵、Yb摻雜雙包層光纖、多組分摻雜石英光纖和第二高反射率光纖光柵組成；激光泵浦源、多模光纖合束器、第一高反射率光纖光柵、Yb摻雜雙包層光纖、多組分摻雜石英光纖和第二高反射率光纖光柵順次相連；半導體激光泵浦源通過多模光纖合束器和第一高反射率光纖光柵提供泵浦能量，Yb摻雜雙包層光纖和多組分摻雜石英光纖激勵引發光纖內的受激布里淵散射效應，導致激光脈沖壓縮，所產生的百皮秒級超短脈沖激光再次激勵多組分摻雜石英光纖，產生超連續譜激光，經由第二高反射率光纖光柵輸出。

所述的多組分摻雜石英光纖的組分包括Si、Cr和Bi。所述的半導體激光泵浦源是一種工作波長在900～985?nm、輸出功率為1～100W的帶尾纖多模半導體激光器。所述的第一高反射率光纖光柵和第二高反射率光纖光柵是一種在1020～1085nm波段具有80%～100%反射率的光纖光柵。

本發明是一種光譜穩定、結構簡單、平均功率較大、成本較低的超連續譜光源。采用Bi/Cr摻雜的多組分石英光纖作為全光纖化的自飽和吸收體，是本發明的一大創新點，可以得到光譜平坦、光譜覆蓋范圍從1000nm到2200nm的寬帶超連續譜激光源。超連續譜光源制作中通過全光纖熔接，單模光纖輸出，制造成本低，穩定性好，適合于各種精密測量領域作為光源應用。

附圖說明

圖1是一種基于多組分摻雜石英光纖的全光纖化超連續譜光源的裝置圖

圖中，半導體激光泵浦源1、多模光纖合束器2、第一高反射率光纖光柵3、Yb摻雜光纖4、?Yb光纖與Bi/Cr光纖熔接點5、Bi/Cr摻雜光纖6、第二高反射率光纖光柵7。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

如圖1所示，基于多組分摻雜石英光纖的全光纖化超連續譜激光源由半導體激光泵浦源1、多模光纖合束器2、第一高反射率光纖光柵3、Yb摻雜雙包層光纖4、多組分摻雜石英光纖6和第二高反射率光纖光柵7組成；半導體激光泵浦源1、多模光纖合束器2、第一高反射率光纖光柵3、Yb摻雜雙包層光纖4、多組分摻雜石英光纖6和第二高反射率光纖光柵7順次相連；熔接點5為Yb摻雜光纖與Bi摻雜光纖的連接點，損耗小于0.1dB。半導體激光泵浦源1通過多模光纖合束器2和第一高反射率光纖光柵3提供泵浦能量，Yb摻雜雙包層光纖4和多組分摻雜石英光纖6激勵引發光纖內的受激布里淵散射效應，導致激光脈沖壓縮，所產生的百皮秒級超短脈沖激光再次激勵多組分摻雜石英光纖6，產生超連續譜激光，經由第二高反射率光纖光柵7輸出。