[發(fā)明專利]基于共軛干涉式濾波器的穩(wěn)頻激光系統(tǒng)及穩(wěn)頻激光產(chǎn)生方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510323166.1
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104882779B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李政穎;鄭樓;王洪海
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: H01S3/137
• 分類號: H01S3/137
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

本發(fā)明公開了一種基于共軛干涉式濾波器的穩(wěn)頻激光系統(tǒng)，它包括諧振模塊、光放大模塊、濾光模塊和光分路器，其中，所述諧振模塊包括第一準(zhǔn)直器、共軛干涉式濾波器和第二準(zhǔn)直器，所述光放大模塊的輸出端連接第一準(zhǔn)直器的輸入端，第一準(zhǔn)直器的輸出端正對共軛干涉式濾波器的輸入端，共軛干涉式濾波器輸出端正對第二準(zhǔn)直器的輸入端，第二準(zhǔn)直器的輸出端連接光分路器的輸入端，光分路器的第一輸出端通過濾光模塊連接光放大模塊的輸入端，所述光分路器的第二輸出端用于作為穩(wěn)頻激光系統(tǒng)的輸出端。本發(fā)明的共軛干涉式濾波器對外界環(huán)境的影響不敏感，可以有效地解決激光波長頻漂的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體傳感技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種基于共軛干涉式濾波器的穩(wěn)頻激光系統(tǒng)及穩(wěn)頻激光產(chǎn)生方法。

背景技術(shù)

光纖激光器具有與光纖及光纖器件兼容、線寬窄、輸出功率高、低強(qiáng)度噪聲、穩(wěn)定性優(yōu)良等優(yōu)點，在光纖通信、光傳感和高分辨率光學(xué)測試等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。目前由于性能穩(wěn)定的多波長摻鉺光纖激光器在光纖通信、光纖傳感檢測以及微波光子學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，因而日益成為各國科學(xué)家研究的熱點問題。

目前，由于摻鉺光纖在1.55μm波段具有寬帶寬、能和光纖系統(tǒng)兼容的優(yōu)點，如果采取適當(dāng)?shù)姆椒ǎ梢栽趩我唤橘|(zhì)中實現(xiàn)多波長同時輸出，因此引起了人們的極大興趣。在室溫下，摻鉺光纖具有均勻展寬特性，會引起強(qiáng)烈的模式競爭，無法得到穩(wěn)定的多波長激射。如果把摻鉺光纖浸入液氮，對鉺纖進(jìn)行冷卻，使得其均勻展寬減少至1nm左右，抑制均勻展寬效應(yīng)和交叉增益飽和效應(yīng)的目的，從而獲得穩(wěn)定的多波長激射。但是由于無法實現(xiàn)室溫操作，因此具有非常大的局限性，很難在實際中推廣應(yīng)用。綜述近幾年文獻(xiàn)的研究成果，要實現(xiàn)光纖多波長的輸出，光纖激光器一般都用梳狀譜濾波器或者光纖光柵進(jìn)行模式選擇，而能夠用于多波長光纖激光器的梳狀濾波器主要有基于F-P濾波器、Sagnac環(huán)形濾波器、馬赫-增德爾干涉濾波器。但是由于梳狀濾波器在制作上比較麻煩，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高。而利用多個光纖光柵選擇波長實現(xiàn)多波長振蕩，一方面由于需要多對不同的FBG來構(gòu)成諧振腔，成本比較高；另一方面，光纖光柵對環(huán)境因素比如溫度、振動應(yīng)力等比較敏感，客觀上增加了不穩(wěn)定因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要提供一種基于共軛干涉式濾波器的穩(wěn)頻激光系統(tǒng)及穩(wěn)頻激光產(chǎn)生方法，該系統(tǒng)和方法能有效地解決激光頻漂問題，，利用共軛干涉濾波器得到與給定氣體吸收譜嚴(yán)格對應(yīng)的激光的輸出，根據(jù)氣體吸收譜線本質(zhì)穩(wěn)定的特性，得到穩(wěn)頻激光的輸出。

為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計的基于共軛干涉式濾波器的穩(wěn)頻激光系統(tǒng)，其特征在于：它包括諧振模塊、光放大模塊、濾光模塊和光分路器，其中，所述諧振模塊包括第一準(zhǔn)直器、共軛干涉式濾波器和第二準(zhǔn)直器，所述光放大模塊的輸出端連接第一準(zhǔn)直器的輸入端，第一準(zhǔn)直器的輸出端正對共軛干涉式濾波器的輸入端，共軛干涉式濾波器輸出端正對第二準(zhǔn)直器的輸入端，第二準(zhǔn)直器的輸出端連接光分路器的輸入端，光分路器的第一輸出端通過濾光模塊連接光放大模塊的輸入端，所述光分路器的第二輸出端用于作為穩(wěn)頻激光系統(tǒng)的輸出端。

所述共軛干涉式濾波器包括相互獨立的參考?xì)馐液臀諝馐遥谝粶?zhǔn)直器的輸出端正對參考?xì)馐液臀諝馐业妮斎攵耍瑓⒖細(xì)馐液臀諝馐逸敵龆苏龑Φ诙?zhǔn)直器的輸入端。

所述光放大模塊為摻鉺光纖放大器。

一種利用上述基于共軛干涉式濾波器的穩(wěn)頻激光系統(tǒng)產(chǎn)生激光的方法，它包括如下步驟：

步驟1：所述光放大模塊啟動并自發(fā)輻射產(chǎn)生波長范圍為1520～1570納米的初始寬帶光；

步驟2：該初始寬帶光經(jīng)過第一光電隔離器后進(jìn)入第一準(zhǔn)直器，第一準(zhǔn)直器對初始寬帶光進(jìn)行準(zhǔn)直處理，輸出準(zhǔn)直的寬帶光；

步驟3：所述第一準(zhǔn)直器將上述準(zhǔn)直的寬帶光分別射入?yún)⒖細(xì)馐液臀諝馐遥ㄟ^調(diào)整經(jīng)過參考?xì)馐液臀諝馐业墓獬滩睿沟蒙鲜鰷?zhǔn)直寬帶光經(jīng)過參考?xì)馐液臀諝馐液蟮玫脚c吸收氣體的吸收譜相對應(yīng)的反轉(zhuǎn)梳狀光譜；