專利名稱：功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光纖激光器領域，具體涉及一種基于光纖布拉格光柵的功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器。
背景技術：
雙波長激光器在光纖傳感、光器件測試、光波分復用系統(tǒng)、太赫茲波產(chǎn)生等領域有著廣泛的應用。但作為傳統(tǒng)的光纖激光器，難以實現(xiàn)單波長和雙波長之間的轉(zhuǎn)換。即使是雙波長激光器，也難以實現(xiàn)兩波長的功率比可調(diào)諧。由于有源光纖對波長相差3飛nm的激光增益的差別難以忽略，往往很難在一個直線形共腔中實現(xiàn)兩波長功率相當?shù)募す庹袷?，極大地限制了其可應用于太赫茲波的產(chǎn)生。常見的方法是將多個光纖激光器波分復用地耦合在一起，它雖然可實現(xiàn)雙波長輸出，但卻需多個泵浦和激光腔等，裝置復雜，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種基于光纖布拉格光柵的功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，該激光器可實現(xiàn)雙波長激光輸出和雙波長激光功率比可調(diào)諧輸出，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低且實用性強等優(yōu)點，可應用于多個領域。本發(fā)明的具體技術解決方案如下:一種功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，其特征在于:該激光器是由泵浦激光器、波分復用器、直線腔組成；所述的直線腔由第一光纖布拉格光柵的高反端、光纖纏繞裝置、第二光纖布拉格光柵的高反端、有源光纖、第二光纖布拉格光柵的低反端、第一光纖布拉格光柵的低反端依次排列組成，所述的第一光纖布拉格光柵的高反端和第一光纖布拉格光柵的低反端的光柵對構(gòu)成波長為X1的第一激光腔，所述的第二光纖布拉格光柵的高反端和第二光纖布拉格光柵的低反端的光柵對構(gòu)成波長為λ 2的第二激光腔,所述的波分復用器具有三個端口，第一端口與所述的泵浦激光器的輸出端相連接，第二端口與所述的直線腔的第一光纖布拉格光柵的低反端相連接，第三端口作為激光器的輸出端；所述的光纖纏繞裝置由τ型立柱、旋轉(zhuǎn)臂和底座構(gòu)成，所述的τ型立柱的下端固定在所述的底座上，所述的旋轉(zhuǎn)臂具有內(nèi)螺紋的圈套設在所述的τ型立柱的下端的外螺紋上，所述的第一光纖布拉格光柵的高反端和第二光纖布拉格光柵高反端之間的單模光纖纏繞在所述的T型立柱上，該單模光纖的一端固定于所述的T型立柱的橫臂上，另一端固定在所述的旋轉(zhuǎn)臂的臂上；所述的旋轉(zhuǎn)臂繞T型立柱旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)所述的單模光纖在T型立柱上的纏繞程度，以調(diào)諧所述的第一激光腔的腔損，實現(xiàn)單雙波長可控及雙波長功率比調(diào)節(jié)。所述的第一激光腔和第二激光腔的起振波長λ P λ 2相差3 5nm，且在所述的有源光纖的增益帶寬內(nèi)。所述的第一光纖布拉格光柵高反端、第二光纖布拉格光柵高反端的反射率相同且高于90%,第二光纖布拉格光柵低反端的反射率為5% 10%，第一光纖布拉格光柵低反端的反射率為7% 12%。
所述的有源光纖的摻雜是Er、或Yb、或Er、Yb共摻。所述的有源光纖是保偏光纖或非保偏光纖。所述的泵浦激光器是980nm半導體激光器、1480nm半導體激光器、或與有源光纖波長相應的激光器。所述的波分復用器的波長與所述的泵浦激光器波長相適應。所述的T型立柱上端直徑約8mm。本發(fā)明的工作原理如下:第一光纖布拉格光柵的高反端和第二光纖布拉格光柵的高反端之間的單模光纖的一段固定于T型立柱的橫臂上，另一段固定于旋轉(zhuǎn)臂的臂上；T型立柱下端有螺紋，可使旋轉(zhuǎn)臂繞其旋轉(zhuǎn)，通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)角度來調(diào)節(jié)光纖在T型立柱上的纏繞程度，即光纖的纏繞半徑和長度，以調(diào)諧第一 λ i的激光腔的腔損，從而實現(xiàn)單雙波長可控及雙波長功率比可調(diào)節(jié)。利用兩組光纖布拉格光柵對作為波長選擇器件，實現(xiàn)了激光器的雙波長輸出入1、入2，再通過一個特殊設計的光纖纏繞裝置來調(diào)整光纖的纏繞半徑和長度使得其中一組波長A1的激光器腔損可調(diào)諧，從而達到單雙波長可控及功率比可調(diào)節(jié)的目的。當T型立柱的橫臂與旋轉(zhuǎn)臂之間交叉纏繞的角度較小時，光纖在T型立柱上的纏繞程度較小，此時第一個波長X1的激光器的腔損偏小，激光器的輸出為X1單波長輸出。調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)臂，當T型立柱的橫臂與旋轉(zhuǎn)臂之間交叉纏繞的角度較大時，光纖在T型立柱上的纏繞程度較大，此時λρ λ2的激光器腔損相當，激光器的輸出為雙波長輸出，且可實現(xiàn)功率比可調(diào)的雙波長輸出。當T型立柱的橫臂與旋轉(zhuǎn)臂之間交叉纏繞的角度很大時，光纖在T型立柱上的纏繞程度很大，此時X1的損耗比λ2的損耗大得多，激光器的輸出為λ2單波長輸出。本發(fā)明的技術效果如下:本發(fā)明利用兩組光纖布拉格光柵對作為波長選擇器件，實現(xiàn)了激光器的雙波長輸出λ 1、λ 2，再通過一個光纖纏繞裝置來調(diào)整光纖的纏繞半徑和長度使得其中一組波長A1的激光腔的腔損可調(diào)諧，從而達到單雙波長可控及功率比可調(diào)節(jié)的目的。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低且實用性強等優(yōu)點，可應用于多個領域。


圖1為本發(fā)明功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中光纖纏繞裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步的說明，但不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。請參閱圖1和圖2，圖1為本發(fā)明功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明中光纖纏繞裝置的結(jié)構(gòu)圖。由圖可見，本發(fā)明功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，其特征在于:該激光器是由泵浦激光器1、波分復用器2、直線腔3組成；所述的直線腔由第一光纖布拉格光柵的高反端4Η、光纖纏繞裝置5、第二光纖布拉格光柵的高反端6H、有源光纖7、第二光纖布拉格光柵的低反端6L、第一光纖布拉格光柵的低反端4L依次排列組成，所述的第一光纖布拉格光柵的高反端4H和第一光纖布拉格光柵的低反端4L的光柵對構(gòu)成波長為λ I的第一激光腔，所述的第二光纖布拉格光柵的高反端6Η和第二光纖布拉格光柵的低反端6L的光柵對構(gòu)成波長為λ 2的第二激光腔,所述的波分復用器2的第一端口 a與所述的泵浦激光器I的輸出端相連接，第二端口 b與所述的直線腔的第一光纖布拉格光柵的低反端4L相連接，第三端口 c作為激光器的輸出端，所述的光纖纏繞裝置5由T型立柱8、旋轉(zhuǎn)臂9和底座10構(gòu)成，所述的T型立柱8的下端固定在所述的底座10上，所述的旋轉(zhuǎn)臂9具有內(nèi)螺紋的圈套設在所述的T型立柱8的下端的外螺紋上，所述的第一光纖布拉格光柵的高反端4H和第二光纖布拉格光柵高反端6H之間的單模光纖11纏繞在所述的T型立柱8的上端，該單模光纖11的一端固定于所述的T型立柱8的橫臂上，另一端固定在所述的旋轉(zhuǎn)臂9的臂上；所述的旋轉(zhuǎn)臂9繞T型立柱8旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)臂9的旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)所述的單模光纖11在T型立柱8上的纏繞程度，以調(diào)諧所述的第一激光腔的腔損，實現(xiàn)單雙波長可控及雙波長功率比調(diào)節(jié)。所述的第一激光腔和第二激光腔的起振波長λ 1、λ 2相差3飛nm，且在所述的有源光纖的增益帶寬內(nèi)。所述的第一光纖布拉格光柵高反端4H、第二光纖布拉格光柵高反端6H的反射率相同且高于90%,第二光纖布拉格光柵低反端6L的反射率為5% 10%,第一光纖布拉格光柵低反端4L的反射率為7% 12%。所述的有源光纖7的摻雜是E·r、或Yb、或Er、Yb共摻。所述的有源光纖7是保偏光纖或非保偏光纖。所述的泵浦激光器I是980nm半導體激光器、1480nm半導體激光器、或與有源光纖7波長相應的激光器。所述的波分復用器2的波長與所述的泵浦激光器I波長相適應。所述的T型立柱8上端的直徑為8mm。下面舉一個具體實施例:選用976nm半導體激光器作為泵浦源I，泵浦光通過波分復用器2耦合進入直線腔3 ;第一個波長的光纖布拉格光柵對高反端4H、低反反端4L選擇波長為λ ^ΙΟβδηπι,反射率分別為99%和9.5% ;第二個波長λ 2光纖布拉格光柵對的高反端6Η、低反端6L的選擇波長為λ 2=1030ηπι，反射率分別為99%和8.5% ;第一光纖布拉格光柵高反端4Η、光纖纏繞裝置5、第二光纖布拉格光柵高反端6Η、有源光纖7、第二光纖布拉格光柵低反端6L、第一的光纖布拉格光柵低反端4L依次排列組成直線腔3 ;其中有源光纖5為一段2.5m、芯徑為6/125 μ m的摻Y(jié)b光纖；第一光纖布拉格光柵高反端4H和第二光纖布拉格光柵高反端6H中間一段光纖用光纖纏繞裝置5進行纏繞。當旋轉(zhuǎn)臂9與T型立柱8橫臂之間交叉纏繞的角度較小時，光纖在光纖纏繞立柱8上的纏繞程度較小，此時由于Yb光纖對1035nm的發(fā)射截面較大,且1035nm的低反端反射率比1030nm的要高，使得1035nm波長激光的腔損偏小，激光器的輸出為1035nm單波長輸出。調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)臂9，當旋轉(zhuǎn)臂9與T型立柱8橫臂之間交叉纏繞的角度較大時，光纖11在光纖纏繞立柱8上的纏繞程度較大，此時1035nm激光的腔損與1030nm激光的腔損相當，激光器的輸出為1030nm和1035nm雙波長輸出，控制光纖11在光纖纏繞立柱8上的纏繞程度，可實現(xiàn)功率比可調(diào)的雙波長輸出。當兩臂之間交叉纏繞的角度很大時，光纖11在光纖纏繞立柱8上的纏繞程度很大，此時1035nm激光的腔損比1030nm激光的腔損大得多，激光器的輸出為1030nm單波長輸出。實驗表明，本發(fā)明利用兩組光纖布拉格光柵對作為波長選擇器件，實現(xiàn)了激光器的輸出的單雙波長可控及功率比可調(diào)節(jié)的目的。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低且實用性強等優(yōu)點，可應用于多個領域。
權(quán)利要求
1.一種功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，其特征在于:該激光器是由泵浦激光器(I)、波分復用器(2)、直線腔(3)組成；所述的直線腔由第一光纖布拉格光柵的高反端(4H)、光纖纏繞裝置(5)、第二光纖布拉格光柵的高反端(6H)、有源光纖(7)、第二光纖布拉格光柵的低反端(6L)、第一光纖布拉格光柵的低反端(4L)依次排列組成,所述的第一光纖布拉格光柵的高反端(4H)和第一光纖布拉格光柵的低反端(4L)的光柵對構(gòu)成波長為入I的第一激光腔，所述的第二光纖布拉格光柵的高反端(6Η)和第二光纖布拉格光柵的低反端(6L)的光柵對構(gòu)成波長為λ 2的第二激光腔，所述的波分復用器(2)的第一端口(a)與所述的泵浦激光器(I)的輸出端相連接，第二端口(b)與所述的直線腔的第一光纖布拉格光柵的低反端(4L)相連接，第三端口(c)作為激光器的輸出端，所述的光纖纏繞裝置(5)由T型立柱(8)、旋轉(zhuǎn)臂(9)和底座(10)構(gòu)成，所述的T型立柱⑶的下端固定在所述的底座(10)上，所述的旋轉(zhuǎn)臂(9)具有內(nèi)螺紋的圈套設在所述的T型立柱(8)的下端的外螺紋上，所述的第一光纖布拉格光柵的高反端(4H)和第二光纖布拉格光柵高反端(6H)之間的單模光纖(11)纏繞在所述的T型立柱(8)上端，該單模光纖(11)的一端固定于所述的T型立柱(8)的橫臂上，另一端固定在所述的旋轉(zhuǎn)臂(9)的臂上；所述的旋轉(zhuǎn)臂(9)繞T型立柱(8)旋轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)臂(9)的旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)所述的單模光纖(11)在T型立柱(8)上的纏繞程度，以調(diào)諧所述的第一激光腔的腔損，實現(xiàn)單雙波長可控及雙波長功率比調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，其特征在于所述的第一激光腔和第二激光腔的起振波長λρ λ 2相差:T5nm，且在所述的有源光纖的增益帶寬內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，其特征在于所述的第一光纖布拉格光柵高反端(4H)、第二光纖布拉格光柵高反端(6H)的反射率相同且高于90%,第二光纖布拉格光柵低反端(6L)的反射率為5% 10%，第一光纖布拉格光柵低反端(4L)的反射率為7% 12%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，其特征在于所述的有源光纖(7)的摻雜是Er、或Yb、或Er、Yb共摻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，其特征在于所述的有源光纖(7)是保偏光纖或非保偏光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，其特征在于所述的泵浦激光器(I)是980nm半導體激光器、1480nm半導體激光器、或與有源光纖(7)波長相應的激光器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，其特征在于所述的波分復用器(2)的波長與所述的泵浦激光器(I)波長相適應。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，其特征在于所述的T型立柱⑶上端的直徑為8mm。
全文摘要
一種功率比可調(diào)諧的雙波長光纖激光器，包括激光泵浦源、波分復用器、兩組光纖布拉格光柵對、有源光纖及光纖纏繞的裝置。本發(fā)明可實現(xiàn)雙波長激光輸出和雙波長激光功率比可調(diào)諧輸出，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低且實用性強等優(yōu)點，可應用于多個領域。
文檔編號H01S3/08GK103107478SQ20131003378
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者丁亞茜, 周軍, 漆云鳳, 劉源 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所