[發明專利]低插損三環路窄線寬布里淵光纖激光器

有效

• 申請號: 201510072167.3
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104617473B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 劉毅;張明江;李嵐
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/098;H01S3/094;H01S3/30
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明涉及一種光纖激光器，尤其是一種包括窄線寬單頻連續激光器、摻鉺光纖放大器、偏振控制器、光環形器、光分路器、單模光纖、未泵浦的摻鉺光纖、光電調制器、信號發生器、光電探測器和頻譜分析儀的三環路低閾值窄線寬布里淵光纖激光器。

背景技術

由于受激布里淵散射具有帶寬窄噪聲低的特性，被廣泛用于分布式光纖傳感、窄帶低噪放大器、窄線寬光纖激光器以及微波光子發生器等，特別地，從1976年Hill等研究者（Appl. Phys. Lett. 1976, 28(10): 608-609.）首次提出了布里淵光纖激光器后，由于布里淵光纖激光器的窄線寬、低閾值和低成本等優勢，吸引了很多研究者的關注和研究，因此國內外學者也主要集中在這三個方向。

根據布里淵光纖激光器的基本理論（Opt. Lett., vol. 7, no. 10, pp. 509–511, 1982.），如果想要獲得更窄的線寬及更低的閾值，就需要提高諧振腔的Q值，即提高腔內能量和腔外能量的比值，針對此許多研究者開展了相關的研究工作。Yong等研究者使用非對稱的馬赫曾德爾干涉結構得到了小于1kHz線寬的單縱模輸出（J. Lightw. Technol., vol. 21, no. 2, pp. 546–554, Feb. 2003），通過非對稱的馬赫曾德爾干涉分別濾出泵浦光和布里淵激光，因為在諧振腔中只有布里淵激光，所以可以有效減小腔損耗，此結構雖然簡單而且使用的是商用的DFB激光器，但此結構還需要一個高精度（0.01℃）的恒溫箱來保證其濾波特性；Shen等研究者使用布拉格光柵構成的法珀腔實現了11GHz的微波信號（J. Lightwave Technol. 23, 1860-1865,2005.），但需要精確調節FBG的反射率才可以獲得窄線寬輸出，這樣無形中就增加了諧振腔環路的損耗；Geng等研究者使用了PDH（Pound-Drever-Hall）穩定系統（IEEE Photon. Technol. Lett. vol. 18, no. 17, pp. 1813–1815, Sep. 1, 2006.），實現了75Hz的理論線寬值，但此配置較復雜且成本高。上述實驗裝置都存在一個共性的問題，就是諧振腔的環長長度都在10m~20m范圍內，其會限制布里淵光纖激光器線寬和閾值的進一步優化。

針對環長長度的限制，Chen等研究者將諧振腔長度擴展至500m的高非線性光纖，以此作為提供布里淵增益的介質（Appl. Phys. B, vol. 107, no. 3, pp. 791–794, 2012.），同時配以自適應的超窄帶通濾波器，實現了單縱模激光輸出，但沒有測出其真實的線寬值，而且此自適應的超窄帶通濾波器需要精確控制泵浦光功率，這樣就增加了腔的損耗，達不到優化激光器閾值的效果，同時500m的高非線性光纖價格也非常昂貴。

為了既保證窄線寬和低閾值的特性，又有效降低系統的成本，迫切需要開發一種既可以優化激光器的閾值和線寬特性，又可以有效地降低系統成本的布里淵光纖激光器。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明提供一種閾值低、線寬窄且成本低的低插損三環路布里淵光纖激光器。

本發明的上述目的是通過以下技術方案實現的。