[發明專利]一種基于特種光纖花生結的可調諧光纖激光器

有效

• 申請號: 201810311561.1
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108306166B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發明（設計）人: 萬洪丹;杜敏玲;汪杰;張祖興;姜生濤;路凱迪;肖雨
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學;南京郵電大學南通研究院有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;G02B6/255
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 范丹丹

1.一種基于特種光纖花生結的可調諧光纖激光器，其特征在于：包括泵浦源、波分復用器、光隔離器、增益光纖、偏振控制器、可調諧窄帶選模單元和光耦合器，各個器件之間通過光纖耦合的方式構成一個光纖諧振腔，所述光耦合器的后方連接有一光譜分析儀，所述泵浦源經波分復用器與光隔離器相連，并通過光隔離器的輸出端與增益光纖相連，所述增益光纖的輸出端依次通過偏振控制器、可調諧窄帶選模單元、光耦合器，其中一定比例的光反饋回到光纖諧振腔內提供激光腔內增益；在所述偏振控制器和光耦合器之間設置有溫度控制器，所述可調諧窄帶選模單元放置于溫度控制器內部；所述可調諧窄帶選模單元為特種光纖花生結結構，所述特種光纖花生結結構由單模光纖和特種光纖熔融耦合連接而成；所述特種光纖花生結結構包括單模光纖輸入端、第一個花生結、稀土光纖、第二個花生結和單模光纖輸出端。

2.根據權利要求1所述的一種基于特種光纖花生結的可調諧光纖激光器，其特征在于：所述第一個花生結包括第一單模光纖小球和第一特種光纖小球，所述第二個花生結包括第二特種光纖小球和第二單模光纖小球。

3.根據權利要求2所述的一種基于特種光纖花生結的可調諧光纖激光器，其特征在于：所述第一單模光纖小球、第一特種光纖小球、第二特種光纖小球和第二單模光纖小球均由加熱熔融光纖尾纖制備獲得。

4.根據權利要求2所述的一種基于特種光纖花生結的可調諧光纖激光器，其特征在于：半導體激光器發出的入射光從第一段標準單模光纖纖芯入射，在第一級特種光纖花生結熔接點處，由于芯徑的不匹配，一部分光注入包層，并激發出高階包層模在包層中傳輸，另一部分光保持在光纖纖芯中傳輸，在第二級特種光纖花生結熔接點處，包層模再次耦合入第二段標準單模光纖纖芯中與其中的纖芯模干涉產生具有選模特性的周期性窄帶干涉譜，干涉譜波長可隨熱或溫度變化進行大范圍調諧。

5.根據權利要求1所述的一種基于特種光纖花生結的可調諧光纖激光器，其特征在于：纖芯模式和包層模式在花生形結構中干涉后的光強為

由于被激發到包層的光形成多階包層模式導致的多階包層模式參與干涉，不同階數的包層模式對應不同的有效折射率，I_core和I_clad分別為干涉儀中的纖芯模式和m階包層模式的光強，二者的相位差為：

λ₀為中心波長，和分別為纖芯模式和m階包層模式的有效折射率，Δn_eff為二者的有效折射率差，L為兩個花生型熔接點之間的距離，即特種花生結結構干涉儀的長度；

當N＝1，2，3，…時，干涉光譜處于波谷，波長為：

外界溫度的變化時，干涉光譜波長漂移量為：

其中，δ是光纖的熱光系數，k是光纖的熱膨脹系數。

6.根據權利要求1所述的一種基于特種光纖花生結的可調諧光纖激光器，其特征在于：所述泵浦源為半導體激光器。

7.根據權利要求1所述的一種基于特種光纖花生結的可調諧光纖激光器，其特征在于：所述波分復用器的輸入端與光耦合器的輸出端連接。