[發明專利]一種高功率窄線寬線偏振光纖激光器

在審

• 申請號: 201410649254.6
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104362496A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 史偉;房強;許陽
• 申請（專利權）人: 山東海富光子科技股份有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 于濤

技術領域

本發明涉及一種光纖激光器，尤其一種高功率窄線寬線偏振光纖激光器，屬于光纖和激光器領域。

背景技術

窄線寬光纖激光器可廣泛用于相干通信、傳感、非線性變頻、重力波探測等領域，特別是高功率窄線寬線偏振光纖激光器，成為目前激光領域研究的熱點問題。由于保偏光纖存在雙折射特性，在線寫單個反射譜的保偏光纖光柵具有一定的復雜性和困難，尤其是高功率保偏光纖光柵，單波長、線偏振光纖激光器輸出功率的提高受到限制。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種全光纖化，不受保偏光纖雙折射特性的限制，穩定輸出高功率的高功率窄線寬線偏振光纖光纖激光器。

本發明可以通過以下技術方案實現。

一種高功率窄線寬線偏振光纖激光器，包括：半導體泵浦激光器1，光纖泵浦信號合束器2，寫制于非保偏光纖上的高反光纖光柵3，稀土摻雜光纖4，包層模式濾除器5，寫制于保偏光纖上的低反光纖光柵6，輸出光纖7，其特征在于半導體泵浦激光器1與光纖泵浦信號合束器2的泵浦輸入端相連，泵浦激光通過光纖泵浦信號合束器耦合入激光腔，光纖泵浦信號合束器2的信號輸入端光纖端面斜切，光纖泵浦信號合束器2的信號輸出端與寫制于非保偏光纖上的高反光纖光柵3連接，高反光纖光柵3的另一端與稀土摻雜光纖4連接，稀土摻雜光纖4另一端與包層模式濾除器5連接，包層模式濾除器另一端與寫制于保偏光纖上的低反光纖光柵6連接，稀土摻雜光纖作為增益介質，兩個光纖光柵作為激光腔鏡，低反光纖光柵另一端與輸出光纖7連接以輸出激光。

所述的半導體泵浦激光器1為光纖耦合的多模半導體激光器，工作波長可以是793nm或915nm或940nm或976nm。根據稀土摻雜光纖的不同而采用不同工作波長的多模半導體激光器。

所述的寫制于非保偏光纖上的高反光纖光柵為布拉格光纖光柵，寫制于非保偏雙包層光纖上，在布拉格波長處反射率大于99%，3dB帶寬約為0.3nm。

所述的寫制于保偏光纖上的低反光纖光柵為布拉格光纖光柵，寫制于保偏雙包層石英光纖上，布拉格反射譜有兩個反射峰分別對應于兩種偏振模式，這兩個反射峰中心波長間距約為0.2nm，在布拉格波長處反射率小于60%，3dB帶寬約0.1nm；

所述的稀土摻雜光纖為保偏雙包層光纖，纖芯摻雜了稀土離子，可以是餌離子，鐿離子，銩離子，還可以是餌鐿共摻離子；

所述的包層模式濾除器用來濾除剩余泵浦及在包層里傳輸的激光信號；

所述高功率窄線寬線偏振光纖激光器的輸出激光為線偏振激光，通過控制高反光柵及低反光柵的中心波長實現了線偏振激光輸出，具體如下：高反光纖光柵與低反光纖光柵為此高功率窄線寬線偏振光纖激光器的腔鏡，其中低反光纖光柵由于寫制于保偏光纖上，有兩個反射峰（對應于兩個偏振模式），但只有一個反射峰中心波長與高反光纖光柵的反射峰中心波長對應，因此只有一個偏振模式在激光腔形成激光振蕩，從而實現了線偏振激光輸出。

所述的一種高功率窄線寬線偏振光纖激光器的輸出激光為窄線寬激光，通過控制低反光纖光柵反射峰3dB線寬小于0.1nm，有效壓窄光纖激光的線寬。

所述的一種高功率窄線寬線偏振光纖激光器為雙包層光纖激光器，可實現高功率輸出；

所述的輸出光纖為保偏光纖，輸出端面進行了8度角切割，抑制自激振蕩的信號光端面反射。

本發明實現了一種利用全光纖結構獲得高功率窄線寬線偏振激光器的方法，該結構簡單，結構簡單，可通過光纖光柵控制輸出激光線寬，實現了全光纖焊接及全光纖化，工作性能穩定，無需維護，可廣泛應用于非線性變頻、光纖陀螺、光纖傳感等領域。

附圖說明

圖1是本發明的一種結構圖示圖。

圖中標記：半導體泵浦激光器1、光纖泵浦信號合束器2、寫制于非保偏光纖上的高反光纖光柵3、稀土摻雜光纖4、包層模式濾除器5、寫制于保偏光纖上的低反光纖光柵6、輸出光纖7。

具體實施方式

結合附圖對本發明作進一步的描述：

如圖1所示，一種高功率窄線寬線偏振光纖激光器，包括：半導體泵浦激光器1，光纖泵浦信號合束器2，寫制于非保偏光纖上的高反光纖光柵3，稀土摻雜光纖4，包層模式濾除器5，寫制于保偏光纖上的低反光纖光柵6，輸出光纖7。其特征在于半導體泵浦激光器1與光纖泵浦信號合束器2的泵浦輸入端相連，泵浦激光通過光纖泵浦信號合束器耦合入激光腔，光纖泵浦信號合束器2的信號輸入端光纖端面斜切，光纖泵浦信號合束器2的信號輸出端與寫制于非保偏光纖上的高反光纖光柵3連接，高反光纖光柵3的另一端與稀土摻雜光纖4連接，稀土摻雜光纖4另一端與包層模式濾除器5連接，包層模式濾除器另一端與寫制于保偏光纖上的低反光纖光柵6連接，稀土摻雜光纖作為增益介質，兩個光纖光柵作為激光腔鏡，低反光纖光柵另一端與輸出光纖7連接以輸出激光。所述的半導體泵浦激光器為光纖耦合的多模半導體激光器，工作波長可以是793nm，915nm，940nm或976nm。根據稀土摻雜光纖的不同而采用不同工作波長的多模半導體激光器；所述的寫制于非保偏光纖上的高反光纖光柵，為布拉格光纖光柵，寫制于非保偏雙包層光纖上，在布拉格波長處反射率大于99%，3dB帶寬約為0.3nm；所述的寫制于保偏光纖上的低反光纖光柵，為布拉格光纖光柵，寫制于保偏雙包層石英光纖上，布拉格反射譜有兩個反射峰分別對應于兩種偏振模式，這兩個反射峰中心波長間距約為0.2nm，在布拉格波長處反射率小于60%，3dB帶寬約0.1nm；所述的稀土摻雜光纖為保偏雙包層光纖，纖芯摻雜了稀土離子，可以是餌離子，鐿離子，銩離子，還可以是餌鐿共摻離子；所述的包層模式濾除器用來濾除剩余泵浦及在包層里傳輸的激光信號；所述高功率窄線寬線偏振光纖激光器的輸出激光為線偏振激光，通過控制高反光柵及低反光柵的中心波長實現了線偏振激光輸出，具體如下：高反光纖光柵與低反光纖光柵為此高功率窄線寬線偏振光纖激光器的腔鏡，其中低反光纖光柵由于寫制于保偏光纖上，有兩個反射峰（對應于兩個偏振模式），但只有一個反射峰中心波長與高反光纖光柵的反射峰中心波長對應，因此只有一個偏振模式在激光腔形成激光振蕩，從而實現了線偏振激光輸出；所述的一種高功率窄線寬線偏振光纖激光器，其特征在于激光器輸出激光為窄線寬激光，通過控制低反光纖光柵反射峰3dB線寬小于0.1nm，有效壓窄光纖激光的線寬；所述的一種高功率窄線寬線偏振光纖激光器為雙包層光纖激光器，可實現高功率輸出；所述的輸出光纖保偏光纖，輸出端面進行了8度角切割，抑制自激振蕩的信號光端面反射。本發明實現了一種利用全光纖結構獲得高功率窄線寬線偏振激光器的方法，該結構簡單，結構簡單，可通過光纖光柵控制輸出激光線寬，實現了全光纖焊接及全光纖化，工作性能穩定，無需維護，可廣泛應用于非線性變頻、光纖陀螺、光纖傳感等領域。