[發(fā)明專利]基于級聯(lián)光柵結(jié)合Sagnac環(huán)的可調(diào)光纖激光器

在審

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• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109494555A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祝連慶;何巍;趙小麗;張鈺民;辛璟燾;婁小平;董明利
• 申請（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/083;H01S3/1055;G02B5/18
• 代理公司: 北京市科名專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11468
• 代理人: 陳朝陽

本發(fā)明公開了一種基于級聯(lián)光柵結(jié)合Sagnac環(huán)的可調(diào)光纖激光器，包括一線形腔結(jié)構(gòu)的Sagnac環(huán)，具體為依次連接的泵浦光源、波分復(fù)用器WDM、摻鉺光纖EDF、光纖耦合器、Sagnac環(huán)，光纖耦合器與光譜分析儀連接，所述Sagnac環(huán)包括第一臂和第二臂構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，第一臂連接有PC偏振控制器，第一臂通過級聯(lián)光柵與第二臂連接；第一臂與第二臂存在臂長差。本發(fā)明提出基于級聯(lián)光柵結(jié)合Sagnac環(huán)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)可調(diào)光纖激光器的方法，利用級聯(lián)光柵本身的干涉以及Sagnac環(huán)結(jié)構(gòu)的的干涉的共同作用，可使輸出干涉波形發(fā)生變化。得到單?雙波長及波長間隔均可調(diào)節(jié)的光纖激光器，在波分復(fù)用系統(tǒng)中具有重要應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖激光器應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于級聯(lián)光柵結(jié)合Sagnac環(huán)的可調(diào)光纖激光器。

背景技術(shù)

多波長光纖激光器在遙感設(shè)備、光通信系統(tǒng)、微波以及THz波信號的產(chǎn)生、光纖傳感、密集波分復(fù)用系統(tǒng)等方面具有巨大的應(yīng)用潛力，吸引了許多國內(nèi)外研究學(xué)者的目光。其中，可調(diào)諧多波長光纖激光器以其波長可調(diào)諧的突出優(yōu)點，成為了近年來的研究熱點。迄今為止，已經(jīng)報道了許多方法來實現(xiàn)多波長光纖激光器，如使用級聯(lián)光纖布拉格光柵、相移光柵、采樣光柵、飽和吸收體、光纖復(fù)合環(huán)濾波器結(jié)構(gòu)、馬赫-曾德爾（M-Z）干涉儀結(jié)構(gòu)、重疊光柵和啁啾光柵等方法。

2008年，Chen D等人提出了一種基于線形腔結(jié)合FBG對的單縱模雙波長光纖激光器，其中FBG對的所有參數(shù)一致，通過調(diào)節(jié)施加于另一個光柵上的應(yīng)力，使該光柵波長與FBG對的兩個透射峰波長相匹配，得到了對應(yīng)于FBG對中心波長的雙波長激光輸出，對輸出波長間隔的調(diào)節(jié)需要改變FBG對之間的距離和反射率。2013年，Cao Y 等人在環(huán)形腔摻鉺光纖激光器的Sagnac環(huán)中插入中心波長不同的FBG對，調(diào)節(jié) PC，得到室溫下可切換的雙波長激光輸出。2013年，Zou H 等人使用雙通M-Z干涉儀結(jié)合Sagnac環(huán)作為濾波器，調(diào)節(jié)PC實現(xiàn)了單-雙波長可調(diào)諧光纖激光器。2015年, Huang K Q等人基于DFB（Distributed feedback,DFB）激光注入法，調(diào)節(jié)DFB激光器的運行溫度，實現(xiàn)了雙波長間隔可調(diào)的光纖激光輸出,在運行溫度為25℃時得到了雙波長激光同時振蕩。2017年，Yan N等人使用光纖拉錐法制作了基于聲光效應(yīng)的M-Z干涉儀，在環(huán)形腔光纖激光器中通過調(diào)節(jié)RF的功率改變輸出波長及波長間隔，實現(xiàn)了對雙波長光纖激光器的快速調(diào)節(jié)。2018年，Ding Z等人使用Sagnac環(huán)結(jié)合兩段以45℃角度熔接的保偏光纖，形成干涉環(huán)，調(diào)節(jié)PC，實現(xiàn)了波長可調(diào)諧。然而這些方法存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高或雙波長間隔不可調(diào)以及調(diào)諧困難等問題。

因此需要一種具有簡單可調(diào)節(jié)且易于實驗的可調(diào)光纖激光器技術(shù)方案。

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出了一種簡單的線形腔結(jié)構(gòu)，包括級聯(lián)光柵，Sagnac環(huán)以及PC相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種基于級聯(lián)光柵結(jié)合Sagnac環(huán)的可調(diào)光纖激光器，包括一線形腔結(jié)構(gòu)的Sagnac環(huán)，具體為依次連接的泵浦光源、波分復(fù)用器WDM、摻鉺光纖EDF、光纖耦合器、Sagnac環(huán)，光纖耦合器與光譜分析儀連接，其特征在于，所述Sagnac環(huán)包括第一臂（L1）和第二臂（L2）構(gòu)成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，第一臂（L1）連接有PC偏振控制器，第一臂（L1）通過級聯(lián)光柵與第二臂（L2）連接；第一臂（L1）與第二臂（L2）存在臂長差。

所述級聯(lián)光柵為同一相位掩模板通過計算機(jī)控制掃描光束的起始位置，刻制間隔相同的三個光柵而成。

所述的級聯(lián)光柵為使用244nm的氬離子激光器通過曝光均勻相位掩模板，刻制均勻光柵并切趾，柵區(qū)長度為5mm。