[發明專利]一種基于晶體光纖的綠光單頻光纖激光器及其工作方法

在審

• 申請號: 201811093666.0
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN108899752A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 劉兆軍;高悉寶;叢振華;謝永耀;王上;張行愚
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/094;H01S3/16
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 葉亞林

1.一種基于晶體光纖的綠光單頻光纖激光器，其特征在于，包括沿光路依次設置的泵浦激光器、波分復用器、低反射率窄帶寬光纖布拉格光柵、晶體光纖和高反射率寬帶光纖布拉格光柵；波分復用器的輸出端口還依次連接有半導體光放大器、保偏帶通濾波器和LiNbO₃波導；晶體光纖作為激光增益介質；所述低反射率窄帶光纖布拉格光柵和高反射率寬帶光纖布拉格光柵構成線型腔結構，低反射率窄帶光纖布拉格光柵為前腔鏡，高反射率寬帶光纖布拉格光柵為后腔鏡。

2.根據權利要求1所述的基于晶體光纖的綠光單頻光纖激光器，其特征在于，所述LiNbO₃波導為周期極化的MgO摻雜LiNbO₃波導；所述周期極化的MgO摻雜LiNbO₃波導長度為8mm，鈮酸鋰晶體極化周期為5μm，準相位匹配溫度為30～40℃。

3.根據權利要求1所述的基于晶體光纖的綠光單頻光纖激光器，其特征在于，所述LiNbO₃波導的尾纖類型為pm46-hp，尾纖連接有斜切的FC/APC型光學連接器。

4.根據權利要求1所述的基于晶體光纖的綠光單頻光纖激光器，其特征在于，所述晶體光纖的纖芯為摻稀土離子的釔鋁石榴石晶體，稀土離子在纖芯中為均勻摻雜,摻雜濃度為5wt.％～20wt.％，或者稀土離子摻雜濃度大于1×10²⁰ions/cm³；晶體光纖的光纖包層為熔融石英、YAG晶體或藍寶石晶體。

5.根據權利要求4所述的基于晶體光纖的綠光單頻光纖激光器，其特征在于，所述晶體光纖的纖芯摻雜離子為Yb³⁺、Cr³⁺、Er³⁺或Tm³⁺。

6.根據權利要求4所述的基于晶體光纖的綠光單頻光纖激光器，其特征在于，所述釔鋁石榴石晶體還摻雜有Ge的YAG，摻雜濃度為0.01wt.％。

7.根據權利要求1所述的基于晶體光纖的綠光單頻光纖激光器，其特征在于，所述晶體光纖的長度為0.5cm～10cm；所述泵浦激光器為半導體激光器、光纖激光器或固體激光器；泵浦激光器的泵浦波長為976nm，泵浦功率大于100mW，泵浦方式為前向泵浦、后向泵浦或雙向泵浦。

8.根據權利要求1所述的基于晶體光纖的綠光單頻光纖激光器，其特征在于，所述高反射率寬帶光纖布拉格光柵、晶體光纖和低反射率窄帶寬光纖布拉格光柵之間通過研磨拋光各自的光纖端面后直接對接耦合,或者通過光纖熔接機熔接耦合。

9.根據權利要求1所述的基于晶體光纖的綠光單頻光纖激光器，其特征在于，所述低反射率窄帶光纖布拉格光柵對輸出激光信號反射率為30％～95％，中心波長為1550.2nm，3dB帶寬為3～4GHz；所述高反射率寬帶光纖布拉格光柵對泵浦光的透射率大于90％，對激勵信號波長的反射率大于99％。

10.一種如權利要求1-9任意一項所述基于晶體光纖的綠光單頻光纖激光器的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)泵浦激光器產生泵浦光經由波分復用器的泵浦端輸入,經由低反射率窄帶寬光纖布拉格光柵到晶體光纖；

2)泵浦光在晶體光纖的纖芯中進行纖芯泵浦，產生單頻激光從波分復用器的輸出端口輸出；

3)單頻激光信號通過半導體光放大器進行光功率放大；

4)保偏帶通濾波器濾掉激光信號中經半導體放大器產生的自發輻射放大信號并保持激光信號以單一偏振態輸出；

5)經放大后的單一偏振態的激光信號作為基頻光輸入，經過LiNbO₃波導倍頻轉化為窄線寬單頻綠光激光信號從尾纖輸出。