[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)光纖激光器波長調諧的方法與可調諧光纖激光器

有效

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• 申請日: 2018-05-16
• 公開（公告）號: CN108493752B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設計）人: 羅正錢;李維煒;杜團結;王凱杰;林佳繼;劉群
• 申請（專利權）人: 廈門大學;深圳市拉普拉斯能源技術有限公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;H01S3/067
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;楊鍇

本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)光纖激光器波長調諧的方法，以及波長可調諧的光纖激光器，在稀土摻雜光纖激光器的諧振腔內(nèi)引入一對偏心的陶瓷插芯光纖接頭，并對其中一個陶瓷插芯施加損耗調節(jié)裝置以旋轉陶瓷套筒中的陶瓷插芯光纖接頭，改變兩個陶瓷插芯光纖接頭之間的激光耦合效率，從而調節(jié)激光諧振腔內(nèi)的損耗，最終達到改變輸出激光波長的目的。本發(fā)明能產(chǎn)生波長連續(xù)可調的激光，適用性廣，不局限于某個特定的激光波長或某種特定的稀土摻雜增益光纖，并且不改變光纖激光器諧振腔本身的結構，因此有利于實現(xiàn)結構緊湊、操作簡單、成本低廉的波長可調諧的光纖激光器。

技術領域

本發(fā)明涉及光纖激光器技術領域，更具體地說，涉及一種實現(xiàn)光纖激光器波長調諧的方法，以及一種波長可調諧的光纖激光器。

背景技術

可調諧激光器是指在一定范圍內(nèi)可以連續(xù)改變激光輸出波長的激光器。這種激光器的用途廣泛，可用于光譜學、光化學、醫(yī)學、生物學、集成光學、污染監(jiān)測、半導體材料加工、信息處理和通信等。尤其是波長可調諧的光纖激光器，因為其具有結構緊湊、成本低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在波分復用系統(tǒng)、分布式光纖傳感系統(tǒng)、微波光子技術等方面具有很好的應用價值。因此，實現(xiàn)波長穩(wěn)定可調諧的光纖激光輸出具有重要意義。

大多數(shù)可調諧激光器都使用具有寬的熒光譜線的工作物質，而構成激光器的諧振腔只在很窄的波長范圍內(nèi)才有很低的損耗。因此，實現(xiàn)激光波長調諧的原理大致有三種，第一種是通過旋轉光柵角度來選擇衍射波長，從而改變諧振腔低損耗波長，實現(xiàn)激光波長的調諧。第二種是通過改變某些外界參數(shù)(如電場、磁場、溫度等)使光帶通濾波器的濾波波長發(fā)生變化，并將之插入激光諧振腔中實現(xiàn)激光波長的調諧。第三種是利用非線性效應(如非線性光學、受激喇曼散射、光二倍頻，光參量振蕩)實現(xiàn)波長的變換和調諧。

目前，國內(nèi)外針對可調諧光纖激光器相關領域開展了多年的研究，并取得了一定的研究成果，如利用M-Z濾波、Sagnac結構、光子晶體光纖、級聯(lián)光纖光柵、光纖非線性效應等技術手段均能夠實現(xiàn)波長可調諧的激光輸出。然而，大多數(shù)報道的波長可調諧光纖激光器都需要在激光器的諧振腔中加入各種調諧激光波長的光學器件或結構，從而使激光器原有的結構復雜化，并且導致激光系統(tǒng)成本增加，工作穩(wěn)定性降低。另外，傳統(tǒng)的激光波長調諧器件一般只能工作在固定的波段范圍，不具有普適性，從而在實際應用中受到了一定的局限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種能夠在不改變光纖激光器諧振腔本身結構的基礎上產(chǎn)生波長連續(xù)可調激光的方法，以及一種波長可調諧的光纖激光器。相對于只能工作在特定激光波段的傳統(tǒng)激光波長調諧技術，本發(fā)明提出的新方法可以在任意波段內(nèi)實現(xiàn)光纖激光器波長的連續(xù)調諧。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種實現(xiàn)光纖激光器波長調諧的方法，通過相對旋轉來調節(jié)一對偏心光纖接頭連接處的耦合效率，改變諧振腔的損耗水平，進而改變諧振腔內(nèi)稀土離子摻雜光纖的增益峰值波長，使輸出激光波長發(fā)生相應程度的改變，實現(xiàn)光纖激光器波長的調諧。

作為優(yōu)選，在腔內(nèi)光纖的任意位置處設置一對偏心的陶瓷插芯光纖接頭，陶瓷插芯光纖接頭之間通過套筒對接，使光路接通；通過使兩個陶瓷插芯光纖接頭之間發(fā)生相對旋轉，改變陶瓷插芯光纖接頭內(nèi)的光纖纖芯的重合程度，進而改變激光經(jīng)過陶瓷插芯光纖接頭連接處的耦合效率，調節(jié)諧振腔內(nèi)的損耗水平。

作為優(yōu)選，當諧振腔的損耗水平變大，腔內(nèi)光纖中包含的增益光纖中的激光重吸收作用變?nèi)酰瑒t輸出的激光波長變短；當諧振腔的損耗水平變小，增益光纖中的激光重吸收作用變強，則輸出的激光波長變長。

作為優(yōu)選，激光器的諧振腔具有寬波段反饋特性，提供的反饋覆蓋增益光纖摻雜的稀土離子的增益帶范圍。

作為優(yōu)選，陶瓷插芯光纖接頭設置有損耗調節(jié)裝置，用于旋轉陶瓷插芯光纖接頭，調節(jié)兩個陶瓷插芯光纖接頭內(nèi)的光纖纖芯的重合程度。