[發明專利]一種基于二維有源π相移光纖光柵的多波長光纖激光器有效
| 申請號: | 202010737343.1 | 申請日: | 2020-07-28 |
| 公開(公告)號: | CN111884027B | 公開(公告)日: | 2021-10-15 |
| 發明(設計)人: | 王俊;徐攀;朱靖;胡正良;車宗倫;徐志明 | 申請(專利權)人: | 中國人民解放軍國防科技大學 |
| 主分類號: | H01S3/067 | 分類號: | H01S3/067;H01S3/08;G02B6/02 |
| 代理公司: | 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008 | 代理人: | 張麗娟 |
| 地址: | 410073 湖南*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 基于 二維 有源 相移 光纖 光柵 波長 激光器 | ||
本發明公開了一種基于二維有源π相移光纖光柵的多波長光纖激光器,包括依次串聯的泵浦源、波分復用器和諧振腔,所述諧振腔由二維有源π相移光纖光柵構成,所述二維有源π相移光纖光柵包括纖芯,所述纖芯包括兩個以上子有源π相移光纖光柵,各子有源π相移光纖光柵與纖芯中心軸平行,各子有源π相移光纖光柵互不重疊且不共線。本發明具有結構緊湊、體積小、成本低的優點。
技術領域
本發明涉及光纖激光器領域,尤其涉及一種基于二維有源π相移光纖光柵的多波長光纖激光器。
背景技術
在光纖通信和光纖傳感領域,波分復用是系統最常見的復用方式之一,這種復用方式要求系統光源具有多個激光波長輸出。通常,獲得多波長激光輸出最直接的方法是將幾個具有不同波長的單波長激光器進行簡單組合。但隨著系統通信容量增加,網絡規模變大,僅靠簡單地增加單波長激光器數量會導致系統成本增高、功耗增加、復雜度增大等一系列問題。因此,發展結構簡單的緊湊型多波長激光器成為必然趨勢。
在眾多激光器中,光纖激光器具有光束質量好、耦合效率高、易于集成、體積小、輸出控制方便、插損小等優勢,特別適用于光纖通信及光纖傳感網絡。多波長光纖激光器的工作原理與其實現方案有關,主要有以下幾種實現方式:
1)通過構造多激光諧振腔實現多波長輸出;
2)利用腔內梳狀濾波裝置實現多波長輸出;
3)利用選擇性反饋器件,如多級光柵串并聯實現多波長選擇輸出;
4)利用光纖中傳導模式差異和偏振態的變化實現多波長輸出。
總的來說,首先要求增益介質能夠實現在寬頻帶上的激光增益,這是實現寬頻帶上多波長光纖激光器的基礎;其次采用不同的裝置實現對多個波長的選擇性振蕩激射,這是實現多波長光纖激光器的關鍵。
目前,見諸報道的多波長光纖激光器多是基于摻鉺光纖的環形腔激光器。由于環形腔較長,導致激光器縱模間隔很小,常常會出現多縱模振蕩輸出和模式跳變現象,嚴重影響激光器性能。為了抑制跳模,環形腔光纖激光器通常結構比較復雜,成本較高。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足,提供一種結構緊湊、體積小、成本低的基于二維有源π相移光纖光柵的多波長光纖激光器。
為解決上述技術問題,本發明采用以下技術方案:
一種基于二維有源π相移光纖光柵的多波長光纖激光器,包括依次串聯的泵浦源、波分復用器和諧振腔,所述諧振腔由二維有源π相移光纖光柵構成,所述二維有源π相移光纖光柵包括纖芯,所述纖芯包括兩個以上子有源π相移光纖光柵,各子有源π相移光纖光柵與纖芯中心軸平行,各子有源π相移光纖光柵互不重疊且不共線。
各所述子有源π相移光纖光柵的折射率不同。
所述子有源π相移光纖光柵的縱模頻率為:
其中,nk表示第k個子有源π相移光纖光柵的折射率,q表示縱模的模序數,c表示真空中的光速,Lk為第k個子有源π相移光纖光柵構成的諧振腔的腔長,1≤k≤m,k為正整數,m為子有源π相移光纖光柵的數量。
所述二維有源π相移光纖光柵的光柵柵區為稀土離子摻雜光纖。
所述稀土離子摻雜光纖為摻鉺光纖。
所述子有源π相移光纖光柵集成在纖芯的同一段光柵柵區。
所述多波長光纖激光器還包括隔離器和激光輸出端口,所述隔離器連接于波分復用器和激光輸出端口之間。
所述諧振腔為線性腔。
所述二維有源π相移光纖光柵的刻寫包括以下步驟:
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