[發明專利]一種抑制Yb-ASE的鉺鐿共摻光纖激光器有效

申請號：	201310244138.1	申請日：	2013-06-19
公開（公告）號：	CN103311786A	公開（公告）日：	2013-09-18
發明（設計）人：	阮雙琛;歐陽德欽;郭春雨;閆培光	申請（專利權）人：	深圳大學
主分類號：	H01S3/067	分類號：	H01S3/067
代理公司：	深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312	代理人：	陳健
地址：	518000 廣東***	國省代碼：	廣東;44
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種抑制 yb ase 鉺鐿共摻光纖激光器
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及高功率光纖激光器應用領域，尤其涉及一種抑制Yb-ASE（鐿波段放大的自發輻射）的鉺鐿共摻光纖激光器。

背景技術

1550nm激光位于人眼安全波段，且位于第三個低損耗通信窗口，在光纖通信、生物醫學、傳感檢測等方面有著重要的應用。在實際應用中，并不是所有的1550nm激光都可以滿足應用需求，對其功率、激光特性要求較高，尤其是功率水平直接限制了其實際應用。所以在對1550nm激光的研究中，提高其輸出功率成為研究的熱點。近年來，由于光纖激光器特殊的優勢，發展迅速，功率水平也迅速增長，且由于鉺離子在1550nm附近的發射峰，作為摻雜離子摻雜在光纖中，用于產生1550nm的激光。但由于鉺離子容易發生團簇現象，最大量子轉換效率低，難以實現高功率；高濃度摻雜時，容易產生濃度猝滅發生能量上轉換產生自脈動等不良現象造成泵浦能量浪費，影響了系統的穩定性及安全性尤其是限制了功率的提高。在國際報道中，最高功率1550nm激光連續輸出功率僅為297W，激光斜率僅在20%左右。后通過鉺鐿共摻解決了鉺離子的團簇問題，提高了量子轉換效率，但Yb-ASE在功率較高時非常明顯且容易形成寄生振蕩，嚴重影響系統的穩定性。所以對Yb-ASE的抑制成為首要解決的問題。國際上提出了幾種抑制ASE的方法，采用特殊設計的長周期光柵對Yb-ASE進行濾除；采用鉺鐿共摻光子晶體光纖通過彎曲增大鐿波段的損耗來抑制，但此增益介質也為特殊設計的，成本較高且斜率效率很低；也可使鐿波段的激光振蕩，但增加了系統的復雜程度。后來采用鐿波段的激光作為輔助種子輸入，對鉺波段及鐿波段同時放大，抑制了Yb-ASE的產生，但需要另一個1060nm附近的激光光源及相應的無源光纖器件；也可以通過兩個1064nm/1550nm的WDM，構建一個環形腔，讓1微米附近的ASE形成激光振蕩，通過與不加環形腔的情況相比較，可以增加1550nm的激光輸出，并且可以穩定運轉而不會出現1微米附近的自激振蕩，但結構比較復雜，且同樣需要鐿波段的無源光纖器件。近年來全固光子帶隙光纖發展迅速，通過設計不同的摻雜區域大小及占空比就可實現特定波段的帶隙，而在其他波段的傳輸損耗很低。此種光纖國內的光纖生產廠家便可拉制，在帶隙處損耗較大，幾米長的光纖便可將不需要的波段完全濾除。當前國際上供應的1550nm光纖激光器輸出功率均較低，主要是Yb-ASE無法得到良好的抑制，造成功率較低，尤其是脈沖輸出的1550nm激光，在一些應用中難以滿足。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種能夠有效抑制Yb-ASE、具有高功率輸出、高系統穩定性及安全性的鉺鐿共摻光纖激光器。所述激光器包括：

種子激光器，產生激光作為種子光；

功率放大級，對所述種子光進行功率放大；

第一全固光子帶隙光纖，其設置于所述功率放大級的前端，帶隙覆蓋鐿波段而不包含鉺波段，用于損耗后向Yb-ASE；

第二全固光子帶隙光纖，其設置于所述功率放大級的后端，帶隙覆蓋鐿波段而不包含鉺波段，用于損耗前向Yb-ASE。

進一步地，所述第一全固光子帶隙光纖或第二全固光子帶隙光纖的帶隙位于1030nm-1140nm波段。

進一步地，所述功率放大級的增益介質為鉺鐿共摻雙包層光纖，信號光在纖芯傳輸，泵浦光在內包層傳輸。

進一步地，所述功率放大級的泵浦光由半導體泵浦激光器產生。

進一步地，所述激光器還包括：功率預放大級，其設置于所述功率放大級之前，用于對所述種子光進行功率預放大。

進一步地，所述功率預放大級為耦接的第一摻鉺光纖放大器及第二摻鉺光纖放大器。

進一步地，所述激光器還包括：光纖隔離器，其耦接于所述功率預放大級之后，用于防止所述種子光反向傳輸損壞所述功率預放大級。