[發(fā)明專利]一種基于特種光纖花生結(jié)的可調(diào)諧光纖激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810311561.1
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108306166B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 南京郵電大學(xué);南京郵電大學(xué)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(zé)任公司 32102
• 代理人: 范丹丹

本發(fā)明揭示了一種基于特種光纖花生結(jié)的可調(diào)諧光纖激光器，該激光器包括泵浦源、波分復(fù)用器、光隔離器、增益光纖、偏振控制器、可調(diào)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(gòu)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，泵浦源經(jīng)波分復(fù)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，增益光纖的輸出端依次通過偏振控制器、可調(diào)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(nèi)提供激光腔內(nèi)增益。本發(fā)明采用具有強(qiáng)熱效應(yīng)、體積小、全光纖、結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低的特種光纖花生結(jié)作為可調(diào)諧窄帶選模單元，實(shí)現(xiàn)了具有較高單色性、緊湊性、穩(wěn)定性以及波長大范圍可調(diào)諧的全光纖激光輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于特種光纖花生結(jié)的可調(diào)諧光纖激光器，可用于光纖激光器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

窄帶可調(diào)諧光纖激光器具有相干性好、波長靈活和使用壽命長等優(yōu)勢，在光纖通信、光纖傳感和光譜分析等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。目前，針對信號傳輸容量的不斷擴(kuò)大以及傳輸?shù)男诺罃?shù)目不斷增加等實(shí)際需求，如何實(shí)現(xiàn)波長穩(wěn)定、可調(diào)諧、相干性高的光纖激光是本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

實(shí)現(xiàn)激光器波長可調(diào)諧的方法主要包括自由空間選模以及全光纖選模。前者通過在激光諧振腔中加入F-P腔、聲光濾波器等非光纖濾波器件，具有成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大等缺陷。全光纖方法主要是將可調(diào)諧光纖光柵、雙芯光纖、光子晶體光纖等光纖耦合器件引入光纖激光諧振腔內(nèi)進(jìn)行全光纖激光選模，具有相對低的損耗，結(jié)構(gòu)緊湊，提高了激光器的靈活性與效率。其中，以長周期光纖光柵為代表的可調(diào)諧光纖光柵，制作成本相對較高，并且受光纖光柵本身應(yīng)變特性的限制，很難獲得大的激光器波長調(diào)諧范圍。雙芯光纖實(shí)現(xiàn)的激光器易受外界環(huán)境影響，穩(wěn)定性降低，并且邊模抑制比較低，通常僅為30dB左右。

因此，研究并實(shí)現(xiàn)一種低成本、穩(wěn)定性高、結(jié)構(gòu)緊湊，并且波長大范圍可調(diào)諧的光纖激光器具有重要的應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出一種基于特種光纖花生結(jié)的可調(diào)諧光纖激光器。

本發(fā)明的目的將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：一種基于特種光纖花生結(jié)的可調(diào)諧光纖激光器，包括泵浦源、波分復(fù)用器、光隔離器、增益光纖、偏振控制器、可調(diào)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(gòu)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(jīng)波分復(fù)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(diào)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(nèi)提供激光腔內(nèi)增益。

優(yōu)選地，在所述偏振控制器和光耦合器之間設(shè)置有溫度控制器，所述可調(diào)諧窄帶選模單元放置于溫度控制器內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述可調(diào)諧窄帶選模單元為特種光纖花生結(jié)結(jié)構(gòu)，所述特種光纖花生結(jié)結(jié)構(gòu)由單模光纖和特種光纖熔融耦合連接而成。

優(yōu)選地，所述特種光纖花生結(jié)結(jié)構(gòu)包括單模光纖輸入端、第一個花生結(jié)、稀土光纖、第二個花生結(jié)和單模光纖輸出端。

優(yōu)選地，所述第一個花生結(jié)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(jié)包括第二特種光纖小球和第二單模光纖小球。

優(yōu)選地，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。

優(yōu)選地，半導(dǎo)體激光器發(fā)出的入射光從第一段標(biāo)準(zhǔn)單模光纖纖芯入射，在第一級特種光纖花生結(jié)熔接點(diǎn)處，由于芯徑的不匹配，一部分光注入包層，并激發(fā)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(jié)熔接點(diǎn)處，包層模再次耦合入第二段標(biāo)準(zhǔn)單模光纖纖芯中與其中的纖芯模干涉產(chǎn)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(jìn)行大范圍調(diào)諧。

優(yōu)選地，纖芯模式和包層模式在花生形結(jié)構(gòu)中干涉后的光強(qiáng)為