[發(fā)明專利]功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310033781.X
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103107478A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁亞茜;周軍;漆云鳳;劉源
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/08
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖激光器領(lǐng)域，具體涉及一種基于光纖布拉格光柵的功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器。

技術(shù)背景

雙波長激光器在光纖傳感、光器件測試、光波分復用系統(tǒng)、太赫茲波產(chǎn)生等領(lǐng)域有著廣泛的應用。但作為傳統(tǒng)的光纖激光器，難以實現(xiàn)單波長和雙波長之間的轉(zhuǎn)換。即使是雙波長激光器，也難以實現(xiàn)兩波長的功率比可調(diào)諧。由于有源光纖對波長相差3~5nm的激光增益的差別難以忽略，往往很難在一個直線形共腔中實現(xiàn)兩波長功率相當?shù)募す庹袷帲瑯O大地限制了其可應用于太赫茲波的產(chǎn)生。常見的方法是將多個光纖激光器波分復用地耦合在一起，它雖然可實現(xiàn)雙波長輸出，但卻需多個泵浦和激光腔等，裝置復雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供了一種基于光纖布拉格光柵的功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，該激光器可實現(xiàn)雙波長激光輸出和雙波長激光功率比可調(diào)諧輸出，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低且實用性強等優(yōu)點，可應用于多個領(lǐng)域。

本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下：

一種功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，其特征在于：該激光器是由泵浦激光器、波分復用器、直線腔組成；所述的直線腔由第一光纖布拉格光柵的高反端、光纖纏繞裝置、第二光纖布拉格光柵的高反端、有源光纖、第二光纖布拉格光柵的低反端、第一光纖布拉格光柵的低反端依次排列組成，所述的第一光纖布拉格光柵的高反端和第一光纖布拉格光柵的低反端的光柵對構(gòu)成波長為λ₁的第一激光腔，所述的第二光纖布拉格光柵的高反端和第二光纖布拉格光柵的低反端的光柵對構(gòu)成波長為λ₂的第二激光腔，所述的波分復用器具有三個端口，第一端口與所述的泵浦激光器的輸出端相連接，第二端口與所述的直線腔的第一光纖布拉格光柵的低反端相連接，第三端口作為激光器的輸出端；所述的光纖纏繞裝置由T型立柱、旋轉(zhuǎn)臂和底座構(gòu)成，所述的T型立柱的下端固定在所述的底座上，所述的旋轉(zhuǎn)臂具有內(nèi)螺紋的圈套設(shè)在所述的T型立柱的下端的外螺紋上，所述的第一光纖布拉格光柵的高反端和第二光纖布拉格光柵高反端之間的單模光纖纏繞在所述的T型立柱上，該單模光纖的一端固定于所述的T型立柱的橫臂上，另一端固定在所述的旋轉(zhuǎn)臂的臂上；所述的旋轉(zhuǎn)臂繞T型立柱旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)所述的單模光纖在T型立柱上的纏繞程度，以調(diào)諧所述的第一激光腔的腔損，實現(xiàn)單雙波長可控及雙波長功率比調(diào)節(jié)。

所述的第一激光腔和第二激光腔的起振波長λ₁、λ₂相差3~5nm，且在所述的有源光纖的增益帶寬內(nèi)。

所述的第一光纖布拉格光柵高反端、第二光纖布拉格光柵高反端的反射率相同且高于90%，第二光纖布拉格光柵低反端的反射率為5%~10%，第一光纖布拉格光柵低反端的反射率為7%~12%。

所述的有源光纖的摻雜是Er、或Yb、或Er、Yb共摻。

所述的有源光纖是保偏光纖或非保偏光纖。

所述的泵浦激光器是980nm半導體激光器、1480nm半導體激光器、或與有源光纖波長相應的激光器。

所述的波分復用器的波長與所述的泵浦激光器波長相適應。

所述的T型立柱上端直徑約8mm。

本發(fā)明的工作原理如下：

第一光纖布拉格光柵的高反端和第二光纖布拉格光柵的高反端之間的單模光纖的一段固定于T型立柱的橫臂上，另一段固定于旋轉(zhuǎn)臂的臂上；T型立柱下端有螺紋，可使旋轉(zhuǎn)臂繞其旋轉(zhuǎn)，通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)角度來調(diào)節(jié)光纖在T型立柱上的纏繞程度，即光纖的纏繞半徑和長度，以調(diào)諧第一λ₁的激光腔的腔損，從而實現(xiàn)單雙波長可控及雙波長功率比可調(diào)節(jié)。

利用兩組光纖布拉格光柵對作為波長選擇器件，實現(xiàn)了激光器的雙波長輸出λ₁、λ₂,再通過一個特殊設(shè)計的光纖纏繞裝置來調(diào)整光纖的纏繞半徑和長度使得其中一組波長λ₁的激光器腔損可調(diào)諧，從而達到單雙波長可控及功率比可調(diào)節(jié)的目的。

當T型立柱的橫臂與旋轉(zhuǎn)臂之間交叉纏繞的角度較小時，光纖在T型立柱上的纏繞程度較小，此時第一個波長λ₁的激光器的腔損偏小，激光器的輸出為λ₁單波長輸出。

調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)臂，當T型立柱的橫臂與旋轉(zhuǎn)臂之間交叉纏繞的角度較大時，光纖在T型立柱上的纏繞程度較大，此時λ₁、λ₂的激光器腔損相當，激光器的輸出為雙波長輸出，且可實現(xiàn)功率比可調(diào)的雙波長輸出。