專利名稱：環(huán)形腔單縱模摻鉺光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖激光器，特別是一種環(huán)形腔單縱模摻鉺光纖激光器?？捎糜诠馔ㄓ?、光纖傳感器以及光譜分析裝置中。
背景技術(shù)：
在法布里-泊羅(F-P)腔結(jié)構(gòu)中，光場將呈現(xiàn)駐波分布。光場的駐波分布將導(dǎo)致增益的空間燒孔效應(yīng)(參見文獻1伍長征、王兆永等?！都す馕锢韺W(xué)》，復(fù)旦大學(xué)出版社1989年9月第1版，第332頁)，而這一效應(yīng)是導(dǎo)致在F-P腔結(jié)構(gòu)中難以實現(xiàn)激光單縱模運行的重要因素。
當(dāng)有一段摻雜光纖處于未泵浦狀態(tài)時，該段摻雜光纖對波長處于其吸收譜中的激光將產(chǎn)生吸收。在駐波結(jié)構(gòu)中作為吸收體的該段摻雜光纖中會出現(xiàn)對信號激光的吸收空間燒孔效應(yīng)。這一效應(yīng)具有可飽和吸收特性，即越強的信號光所受到的吸收損耗越小，該效應(yīng)有利于抑制后起振模式的競爭，因而可用于壓窄運行激光的光譜帶寬(參見文獻2陳柏，陳蘭榮等‘未抽運摻雜光纖在摻Y(jié)b3+窄線寬光纖激光器中的作用’中國激光，2001，A28(5)，pp.339)。
在環(huán)形腔結(jié)構(gòu)中，當(dāng)使用隔離器使光只能單向運行時，光場將為行波結(jié)構(gòu)，而不會呈現(xiàn)駐波分布。因此在單向運行的環(huán)形腔結(jié)構(gòu)中，將不會出現(xiàn)增益的空間燒孔效應(yīng)，因而有利于實現(xiàn)激光單縱模運行。但對于摻鉺光纖激光器，只依靠簡單的環(huán)形腔結(jié)構(gòu)還難以實現(xiàn)穩(wěn)定的單縱模激光運行。
在一段摻雜光纖上刻寫均勻光柵，當(dāng)具有增益時，即為一分布反饋-distributed feedback(DFB)結(jié)構(gòu)(參見文獻3H.Kogelnid andC.V.shank JAPPL.Phys.，Vol.43，No.5，1972，pp.2327-2335)。光信號在由光纖光柵所構(gòu)成的腔內(nèi)來回反射并獲得增益。
但當(dāng)該區(qū)域沒有增益時，則光信號在由光纖光柵所構(gòu)成的腔內(nèi)來回反射時將被吸收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)形腔單縱模摻鉺光纖激光器，本發(fā)明的基礎(chǔ)是發(fā)明人認(rèn)為由于光在DFB結(jié)構(gòu)腔內(nèi)的來回反射而將使光在整個DFB光柵腔內(nèi)光場具有駐波結(jié)構(gòu)特性。因此在整個光柵腔內(nèi)將出現(xiàn)對光的吸收空間燒孔效應(yīng)。因而沒有增益而只具有吸收的DFB機構(gòu)，如處于激光腔內(nèi)，有利于抑制后起振模式的競爭，從而有利于激光器實現(xiàn)單縱模激光運行。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種環(huán)形腔單縱模摻鉺光纖激光器，包括一半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述的半導(dǎo)體激光器接第一波分復(fù)用器的第一輸入端，該第一波分復(fù)用器的輸出端連接一摻鉺光纖，該摻鉺光纖另一端接第二波分復(fù)用器的輸入端，該第二波分復(fù)用器的第一輸出端接光纖環(huán)形器的第一端口，該光纖環(huán)形器的第二端口連接一摻鉺光纖光柵，該光纖環(huán)形器的第三端口接光纖耦合器的輸入端，該光纖耦合器的第一輸出端接第一波分復(fù)用器的第二輸入端構(gòu)成一環(huán)形激光腔，所述的第二波分復(fù)用器的第二輸出端為剩余泵浦激光輸出口，所述的光纖耦合器的第二輸出端為信號激光輸出口，所述的摻鉺光纖光柵是一具有分布反饋結(jié)構(gòu)的光纖光柵。
本發(fā)明的工作情況如下來自半導(dǎo)體激光器的泵浦光經(jīng)第一波分復(fù)用器耦合入摻鉺光纖。從摻鉺光纖中出來的剩余泵浦光經(jīng)第二波分復(fù)用器的第二輸出端耦合出腔外，而信號光則被耦合至光纖環(huán)形器的第一端口，一只摻鉺光纖光柵與光纖環(huán)形器的第二端口相連接。摻鉺光纖光柵把信號光反射至所述的光纖環(huán)形器5經(jīng)第三端口輸出。該摻鉺光纖光柵一方面限定了信號光的增益光譜區(qū)，另一方面又對信號光產(chǎn)生吸收作用。且在摻鉺光纖光柵對信號光將產(chǎn)生吸收空間燒孔效應(yīng)。光纖環(huán)形器的使用保證了信號光在除摻鉺光纖光柵之外的其它區(qū)域為單向運行。來自環(huán)形器端口的信號光經(jīng)光纖耦合器7第二輸出端口一部分耦合輸出，另一部分經(jīng)第一輸出端口耦合至第一波分復(fù)用器進入下一循環(huán)。本發(fā)明環(huán)形腔單縱模摻鉺光纖激光器把激光腔分成增益區(qū)和吸收區(qū)。在增益光纖區(qū)使信號激光為行波運行，消除了F-P腔中的駐波分布，因此在增益光纖區(qū)，將不會出現(xiàn)增益的空間燒孔效應(yīng)；而在兼具濾波和吸收的分布反饋摻鉺光纖光柵區(qū)，光場則為駐波分布，該段摻鉺光纖中會出現(xiàn)對信號激光的吸收空間燒孔效應(yīng)。
以上兩種效應(yīng)的共同作用使激光器實現(xiàn)了穩(wěn)定的單縱模運行。


圖1為本發(fā)明環(huán)形腔單縱模摻鉺光纖激光器的結(jié)構(gòu)框中1-半導(dǎo)體激光器，2-波分復(fù)用器，3-摻鉺光纖，4-波分復(fù)用器，5-光路環(huán)形器，6-摻鉺光纖光柵，7-光纖耦合器，8-剩余泵浦激光輸出9-信號激光輸出。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
先請參閱圖1，圖1為本發(fā)明環(huán)形腔單縱模摻鉺光纖激光器的結(jié)構(gòu)框圖，由圖可見，本發(fā)明環(huán)形腔單縱模摻鉺光纖激光器的構(gòu)成，包括一半導(dǎo)體激光器1，該半導(dǎo)體激光器1接第一波分復(fù)用器2的第一輸入端，該第一波分復(fù)用器2的輸出端連接一摻鉺光纖3，該摻鉺光纖3另一端接第二波分復(fù)用器4的輸入端，該第二波分復(fù)用器4的第一輸出端接光纖環(huán)形器5的第一端口a，該光纖環(huán)形器5的第二端口b連接一摻鉺光纖光柵6，該光纖環(huán)形器5的第三端口c接光纖耦合器7的輸入端，該光纖耦合器7的第一輸出端接第一波分復(fù)用器2的第二輸入端構(gòu)成一環(huán)形激光腔，所述的第二波分復(fù)用器4的第二輸出端8為剩余泵浦激光輸出口，所述的光纖耦合器7的第二輸出端9為信號激光輸出口，所述的摻鉺光纖光柵6是一具有分布反饋結(jié)構(gòu)的光纖光柵。
本發(fā)明的工作情況如下來自半導(dǎo)體激光器1的泵浦光經(jīng)第一波分復(fù)用器2耦合入摻鉺光纖3。從摻鉺光纖3中出來的剩余泵浦光經(jīng)第二波分復(fù)用器4的第二輸出端8耦合出腔外，而信號光則被耦合至光纖環(huán)形器5的第一端口a，一只摻鉺光纖光柵6與光纖環(huán)形器的第二端口b相連接。摻鉺光纖光柵6把信號光反射至所述的光纖環(huán)形器5經(jīng)第三端口c輸出。該摻鉺光纖光柵6一方面限定了信號光的增益光譜區(qū)，另一方面又對信號光產(chǎn)生吸收作用。且在摻鉺光纖光柵6對信號光將產(chǎn)生吸收空間燒孔效應(yīng)。光纖環(huán)形器6的使用保證了信號光在除摻鉺光纖光柵6之外的其它區(qū)域為單向運行。來自環(huán)形器端口c的信號光經(jīng)光纖耦合器7第二輸出端口9一部分耦合輸出，另一部分經(jīng)第一輸出端口耦合至第一波分復(fù)用器1進入下一循環(huán)。本發(fā)明環(huán)形腔單縱模摻鉺光纖激光器把激光腔分成增益區(qū)和吸收區(qū)。在增益光纖區(qū)使信號激光為行波運行，消除了F-P腔中的駐波分布，因此在增益光纖區(qū)，將不會出現(xiàn)增益的空間燒孔效應(yīng)；而在兼具濾波和吸收的分布反饋摻鉺光纖光柵6中，光場則為駐波分布，該段摻鉺光纖中會出現(xiàn)對信號激光的吸收空間燒孔效應(yīng)。以上兩種效應(yīng)的共同作用使激光器實現(xiàn)了穩(wěn)定的單縱模運行。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)形腔單縱模摻鉺光纖激光器，包括一半導(dǎo)體激光器(1)，其特征在于所述的半導(dǎo)體激光器(1)接第一波分復(fù)用器(2)的第一輸入端，該第一波分復(fù)用器(2)的輸出端連接一摻鉺光纖(3)，該摻鉺光纖(3)另一端接第二波分復(fù)用器(4)的輸入端，該第二波分復(fù)用器(4)的第一輸出端接光纖環(huán)形器(5)的第一端口(a)，該光纖環(huán)形器(5)的第二端口(b)連接一摻鉺光纖光柵(6)，該光纖環(huán)形器(5)的第三端口(c)接光纖耦合器(7)的輸入端，該光纖耦合器(7)的第一輸出端接第一波分復(fù)用器(2)的第二輸入端構(gòu)成一環(huán)形激光腔，所述的第二波分復(fù)用器(4)的第二輸出端(8)為剩余泵浦激光輸出口，所述的光纖耦合器(7)的第二輸出端(9)為信號激光輸出口，所述的摻鉺光纖光柵(6)是一具有分布反饋結(jié)構(gòu)的光纖光柵。
全文摘要
一種環(huán)形腔單縱模摻鉺光纖激光器，包括一半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述的半導(dǎo)體激光器接第一波分復(fù)用器的第一輸入端，該第一波分復(fù)用器的輸出端連接一摻鉺光纖，該摻鉺光纖另一端接第二波分復(fù)用器的輸入端，該第二波分復(fù)用器的第一輸出端接光纖環(huán)形器的第一端口，該光纖環(huán)形器的第二端口連接一摻鉺光纖光柵，該光纖環(huán)形器的第三端口接光纖耦合器的輸入端，該光纖耦合器的第一輸出端接第一波分復(fù)用器的第二輸入端構(gòu)成一環(huán)形激光腔，所述的第二波分復(fù)用器的第二輸出端為剩余泵浦激光輸出口，所述的光纖耦合器的第二輸出端為信號激光輸出口，所述的摻鉺光纖光柵是一具有分布反饋結(jié)構(gòu)的光纖光柵。
文檔編號H01S3/083GK1741326SQ200510029379
公開日2006年3月1日 申請日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者陳柏, 王利, 陳嘉琳, 梁麗萍 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所