[發(fā)明專利]一種基于GaSb單晶半導(dǎo)體復(fù)合光纖的1.7μm單頻光纖激光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210066976.3
• 申請(qǐng)日: 2022-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114498266B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐國(guó)武;張芳騰;趙韋人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/067
• 分類號(hào): H01S3/067
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 向薇

本發(fā)明涉及一種基于GaSb單晶半導(dǎo)體復(fù)合光纖的1.7μm單頻光纖激光器，包括泵浦源、波分復(fù)用器、諧振腔以及隔離器；所述諧振腔包括依次連接的窄帶光柵、增益光纖和寬帶光柵；所述泵浦源發(fā)出的泵浦光通過(guò)所述波分復(fù)用器的泵浦端耦合進(jìn)入所述諧振腔，在腔內(nèi)形成激光振蕩，產(chǎn)生1.7μm波段單頻光纖激光，所述1.7μm波段單頻光纖激光經(jīng)過(guò)所述波分復(fù)用器，再經(jīng)所述隔離器后輸出；其中，所述增益光纖為GaSb單晶半導(dǎo)體復(fù)合光纖。該1.7μm單頻光纖激光器為全光纖的分布布拉格反射(DBR)諧振腔結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，易于操作，可實(shí)現(xiàn)1.7μm波段單頻激光輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖激光器領(lǐng)域，具體涉及一種基于GaSb單晶半導(dǎo)體復(fù)合光纖的1.7μm單頻光纖激光器。

背景技術(shù)

1.7μm波段光纖激光器在生物醫(yī)療、中紅外激光產(chǎn)生、有機(jī)物測(cè)量、激光加工等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，1.7μm波段光纖激光器的研究處于初期階段，主要通過(guò)三種方法去實(shí)現(xiàn)[張巖，張鵬，劉鵬等.1.7μm波段光纖光源研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J].激光與光電子學(xué)進(jìn)展，2016，53：090002]：(1)泵浦摻Tm光纖，并用濾波器得到1.7μm波段增益譜；(2)泵浦Tm-Tb摻雜或摻Bi光纖直接得到1.7μm波段增益譜；(3)基于拉曼頻移等非線性效應(yīng)，采用1.55μm激光泵浦非線性光纖產(chǎn)生拉曼頻移等得到1.7μm波段增益譜。然而，方法(1)摻Tm光纖在1.7μm波段增益較低，濾波后增益譜輸出功率和效率較低；方法(2)Tm-Tb摻雜和摻Bi光纖的研制處于起步階段，增益較低；方法(3)受限于泵浦光的功率，得到波長(zhǎng)大于1750nm的激光比較困難，且激光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率較低、穩(wěn)定性較差。因此，亟需研發(fā)高增益的1.7μm波段增益光纖，進(jìn)而研制出高性能的1.7μm波段光纖激光器。

目前，1.7μm波段單頻光纖激光器的研究也處于初始階段，大多基于摻Tm玻璃光纖，然而摻Tm玻璃光纖在1.7μm波段增益較低，采用DBR線性短腔獲得的1.7μm波段單頻激光輸出功率和效率較低[X.Cen,X.Guan,C.Yang,et al.,Short-wavelength,in-band-pumpedsingle-frequency DBR Tm³⁺-doped germanate fiber laser at 1.7μm,IEEE PhotonicsTechnol.Lett.,33(7):350-353(2021)]。與DBR線性短腔相比，采用環(huán)形腔或復(fù)合腔結(jié)構(gòu)可以一定程度上提高1.7μm波段單頻激光輸出的功率和效率，但會(huì)導(dǎo)致1.7μm波段單頻光纖激光器的結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜，易受外界環(huán)境干擾，穩(wěn)定性較差，噪聲較差[J.Zhang,Q.Sheng,L.Zhang,et al.,Single-frequency 1.7-μm Tm-doped fiber laser with opticalbistability of both power and longitudinal mode behavior,Opt.Express,29(14):21409-21417(2021)；L.Zhang,J.Zhang,Q.Sheng,et al.,Watt-level 1.7-μm single-frequency thulium-doped fiber oscillator,Opt.Express,29(17):27048-27056(2021)]。

因此，亟需研發(fā)一種結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好、易于操作、高性能的1.7μm波段單頻光纖激光器，進(jìn)而滿足應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種基于GaSb單晶半導(dǎo)體復(fù)合光纖的1.7μm單頻光纖激光器，該1.7μm單頻光纖激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好、易于操作、高性能的優(yōu)點(diǎn)，輸出單頻激光波長(zhǎng)在1650nm～1750nm范圍內(nèi)可調(diào)，最大輸出功率在1mW～5W范圍內(nèi)可調(diào)，線寬小于1MHz。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)：