[發明專利]一種基于重疊光纖光柵的半開腔多波長隨機光纖激光器

有效

• 申請號: 201710346063.6
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN106961066B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 馮亭;丁東亮;王明明;姚曉天
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/091
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 胡素梅;白海靜

本發明提供了一種基于重疊光纖光柵的半開腔多波長隨機光纖激光器。其結構包括重疊光纖光柵、激光增益單元、分布反饋單模光纖、隔離器和重疊光纖光柵軸向應變調節裝置。重疊光纖光柵的一端與激光增益單元的輸入端口相接，其另一端閑置并制成斜8°角端面；激光增益單元的輸出端口與分布反饋單模光纖的一端連接，分布反饋單模光纖的另一端與隔離器的輸入端連接，隔離器的輸出端作為激光輸出端口。本發明將重疊光纖光柵用于隨機光纖激光器上，同時利用稀土摻雜光纖增益放大或半導體光放大器，可實現穩定、低閾值、窄線寬的多波長隨機激光輸出，加上對重疊光纖光柵進行軸向應變可實現激光的多波長可調諧，可進一步拓展未來隨機光纖激光器的應用領域。

技術領域

本發明涉及光纖激光器領域，具體地說是一種基于重疊光纖光柵的半開腔多波長隨機光纖激光器。

背景技術

隨機激光器不具有嚴格的光學諧振腔結構，其激光形成由隨機增益介質中光波的多重分布散射放大。與傳統激光器相比，隨機激光器具有諸多優點，如輻射方向與強度分布隨機、泵浦閾值低、單縱模輸出等特性。隨機光纖激光器（又稱隨機分布反饋光纖激光器）是近幾年剛被提出（2010年，由Turitsyn等人在Nature?Photonics期刊發表論文報道）的一種新型光纖激光器，其也不具有標準的諧振腔，結構簡單、輸出連續穩定、相干距離長、容易實現寬帶連續調諧、成本低，且比傳統隨機激光器具有更好的方向性，有望在非線性光學、光纖傳感、光學測量、光通信、醫學等科學領域發揮極大的應用價值。

可實現隨機光纖激光器的結構包括全開腔、半開腔和環形腔，且有研究表明：半開腔具有最低的激光閾值，原則上可以降為全開腔的一半。半開腔意思是采用光纖布拉格光柵（簡稱光纖光柵）作為諧振腔的一端腔鏡，而另一端采用長距離光纖中的瑞利散射進行隨機分布反饋。通過窄帶光纖光柵的加入，不僅可以實現欲得到的任意波長，而且激光輸出線寬可以大大減小，提升隨機激光器的整體性能。由于隨機光纖激光器的提出是基于普通單模光纖中的受激拉曼增益放大效應，隨后的研究大都集中在基于拉曼放大的隨機光纖激光器上，然而拉曼增益放大閾值普遍很高，基本上在W量級以上，故需要高功率泵浦激光器，使得成本較高。最近，基于受激布里淵散射放大效應的隨機光纖激光器也被提出，其可以實現低噪聲、窄線寬、較高光信噪比的激光輸出，然而系統需要一臺光束質量很好的布里淵泵浦激光器，同樣造成隨機光纖激光器造價的提升。稀土摻雜增益光纖具有增益高、帶寬大等優點，且制作增益光纖放大器的技術成熟、制作成本低（例如，目前商用摻鉺光纖放大器（EDFA）的價格已很低廉），如果用于制作隨機光纖激光器有望大幅度降低成本，而且可以大大縮短用于產生隨機反饋光纖的長度。另外，基于目前很成熟的半導體光放大技術，也有望利用同一波段的半導體光放大器（SOA）實現低成本的隨機光纖激光器。

發明內容

本發明的目的就是提供一種半開腔式可調諧多波長隨機光纖激光器，該激光器基于重疊光纖光柵而制成，可實現高穩定性、簡單、低成本的可調諧多波長隨機光纖激光輸出。

本發明的目的是這樣實現的：一種基于重疊光纖光柵的半開腔多波長隨機光纖激光器，包括重疊光纖光柵、激光增益單元、分布反饋單模光纖、隔離器和重疊光纖光柵軸向應變調節裝置；所述重疊光纖光柵通過光纖夾具或膠水固定在所述重疊光纖光柵軸向應變調節裝置的上表面；

所述重疊光纖光柵的一端與所述激光增益單元的輸入端口相接，所述重疊光纖光柵的另一端閑置并制成斜8°角端面，所述激光增益單元的輸出端口與所述分布反饋單模光纖的一端連接，所述分布反饋單模光纖的另一端與所述隔離器的輸入端連接，所述隔離器的輸出端作為激光輸出端口；

所述重疊光纖光柵、所述激光增益單元、所述分布反饋單模光纖和所述隔離器之間的連接均為光纖熔接機熔接連接或光纖連接器連接（簡稱熔接連接或連接器連接）。