一種基于啁啾光柵和隨機(jī)分布反饋的多波長光纖激光器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于啁啾光柵的多波長隨機(jī)光纖激光器，屬于光纖激光器【技術(shù)領(lǐng)域】，由布里淵泵浦激光源、隔離器、耦合器、摻鉺光纖泵浦激光源、波分復(fù)用器、摻鉺光纖、標(biāo)準(zhǔn)單模光纖及啁啾光柵組成；本實(shí)用新型將單模光纖與啁啾光柵共同組成一個(gè)半開放腔結(jié)構(gòu)，利用單模光纖隨機(jī)分布反饋的瑞利散射和啁啾光柵的寬帶高反射特性，使激光不斷在摻鉺光纖中持續(xù)放大，提高泵浦光的利用率，有效消除奇偶斯托克斯峰值功率差異，使得輸出功率平坦且具有良好的光學(xué)信噪比。
【專利說明】一種基于啁啾光柵和隨機(jī)分布反饋的多波長光纖激光器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種隨機(jī)光纖激光器，尤其涉及一種基于啁啾光柵高反射率和瑞利散射隨機(jī)分布反饋的隨機(jī)光纖激光器，屬于光纖激光器【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨機(jī)激光器是利用隨機(jī)介質(zhì)中光的多次散射效應(yīng)產(chǎn)生非相干疊加而形成的新型無腔激光器，具有傳統(tǒng)激光器無可替代的作用。隨機(jī)光纖激光器結(jié)構(gòu)緊湊且制作簡單，能夠克服傳統(tǒng)隨機(jī)激光器激光輸出角度依賴性和高的閾值功率等缺點(diǎn)。隨機(jī)光纖激光器可用于獲得多波長的隨機(jī)激光輸出，如基于拉曼效應(yīng)的級聯(lián)多波長激光器，基于布里淵-拉曼效應(yīng)的多波長隨機(jī)激光器等?；诶?yīng)的級聯(lián)多波長激光器可以獲得2-3個(gè)波長的激光輸出，但具有閾值功率聞(大于1W),波長間隔大(IOOnm左右)和輸出波長數(shù)目少(一般不超過3個(gè))等缺點(diǎn)?；诓祭餃Y-拉曼效應(yīng)的多波長隨機(jī)激光器盡管可以獲得大量的輸出激光波長，但采用開放腔運(yùn)行時(shí)，存在明顯的奇偶斯托克斯線峰值功率差異，限制其實(shí)際應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于啁啾光柵和隨機(jī)分布反饋的多波長光纖激光器，該激光器閾值功率低、輸出波長多、光學(xué)信噪比高，同時(shí)消除了奇偶斯托克斯線峰值功率差異。
[0004]本實(shí)用新 型為解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:
[0005]一種基于啁啾光柵和隨機(jī)分布反饋的多波長光纖激光器，包括布里淵泵浦激光源
(I)、隔離器(2)、耦合器(3)、摻鉺光纖泵浦激光源(4)、波分復(fù)用器(5)、摻鉺光纖(6)、單模光纖(7)、啁啾光柵(8);所述的布里淵泵浦激光源(I)通過隔離器(2)與耦合器端口二(101)相連，耦合器端口三(102)與波分復(fù)用器端口一(103)相連，波分復(fù)用器端口三(105)依次連接摻鉺光纖(6)和單模光纖(7);摻鉺光纖泵浦激光源(4)與波分復(fù)用器端口二(104)相連，啁啾光柵⑶與耦合器端口一(100)相連，多波長隨機(jī)激光由單模光纖(7)另一端輸出。
[0006]所述的啁啾光柵(8)的帶寬為2~20nm，反射率大于90%。
[0007]所述的單模光纖(7)和啁啾光柵(8)共同組成一個(gè)半開放腔，利用單模光纖本身充當(dāng)虛擬反射鏡和啁啾光柵的寬帶高反射特性，有效消除奇偶斯托克斯峰值功率差異，獲得輸出功率平坦且具有良好光學(xué)信噪比的隨機(jī)激光輸出。
[0008]所述的摻鉺光纖泵浦激光源(4)通過改變泵浦功率，并利用布里淵散射增益的飽和特性，來調(diào)諧隨機(jī)激光的輸出波長數(shù)目。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0010]1、利用布里淵散射增益的飽和特性，獲得波長間隔短且固定的多波長隨機(jī)激光輸出；[0011]2、利用啁啾光柵和單模光纖共同組成半開放腔，有效消除奇偶斯托克斯峰值功率差異，獲得輸出功率平坦且具有良好光學(xué)信噪比的隨機(jī)激光輸出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖及其實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0013]圖1為本實(shí)用新型基于啁啾光柵和隨機(jī)分布反饋的多波長光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]I為布里淵泵浦激光源；2為隔離器；3為耦合器；4為摻鉺光纖泵浦激光源；5為波分復(fù)用器；6為摻鉺光纖；7為單模光纖；8為啁啾光柵；100為稱合器端口一 ；101為稱合器端口二 ；102為耦合器端口三；103為波分復(fù)用器端口一 ；104為波分復(fù)用器端口二 ；105為波分復(fù)用器端口三。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理作詳細(xì)說明:
[0016]圖1中，一種基于啁啾光柵和隨機(jī)分布反饋的多波長光纖激光器，包括布里淵泵浦激光源1、隔離器2、耦合器3、摻鉺光纖泵浦激光源4、波分復(fù)用器5、摻鉺光纖6、單模光纖7、啁啾光柵8 ;所述的布里淵泵浦激光源I通過隔離器2與耦合器端口二 101相連，耦合器端口三102與波分復(fù)用器端口一 103相連，波分復(fù)用器端口三105依次連接摻鉺光纖6和單模光纖7 ;摻鉺光纖泵浦激光源4與波分復(fù)用器端口二 104相連，啁啾光柵8與耦合器端口一 100相連,多波長隨機(jī)激光由單模光纖7另一端輸出；所述的單模光纖7與啁啾光柵8共同組成一個(gè)半開放腔，利用單模光纖基于瑞利散射的隨機(jī)分布反饋和啁啾光柵的寬帶高反射特性，形成激光振蕩，最終實(shí)現(xiàn)多波長的隨機(jī)激光輸出。
[0017]—種基于啁啾光柵和隨機(jī)分布反饋的多波長光纖激光器工作原理:
[0018]摻鉺光纖泵浦激光源4的激光將摻鉺光纖6中的Er3+激發(fā)到高能級，由于高能級不穩(wěn)定，高能級上的Er3+很快弛豫到壽命比較長的亞穩(wěn)態(tài)能級，在亞穩(wěn)態(tài)能級上積累。隔離器2放在布里淵泵浦激光源I的輸出端口，隔離任何進(jìn)入布里淵泵浦激光源I的光。布里淵泵浦激光源I的激光通過耦合器3，被摻鉺光纖6放大，然后進(jìn)入單模光纖7。單模光纖7利用受激布里淵散射提供增益，通過瑞利散射提供隨機(jī)分布反饋，產(chǎn)生反方向傳播的一階受激布里淵散射和布里淵泵浦激光的瑞利背向散射，經(jīng)過啁啾光柵8時(shí)，由于啁啾光柵8的高反射率，絕大部分光又被反射回線性結(jié)構(gòu)，被摻鉺光纖6再次放大，然后進(jìn)入單模光纖7。如果布里淵泵浦功率和摻鉺光纖泵浦激光源功率足夠高，產(chǎn)生的一階受激布里淵功率發(fā)生飽和，在單模光纖7中會產(chǎn)生背向傳播的二階受激布里淵散射。新產(chǎn)生的二階受激布里淵背向散射光，以及一階受激布里淵散射的瑞利背向散射光，部分地反射回線性結(jié)構(gòu)中繼續(xù)傳播，當(dāng)散射光的增益大于損耗，則在啁啾光柵8與單模光纖7之間形成激光振蕩，部分光能量從單模光纖7的另一端形成隨機(jī)激光輸出。由于低階布里淵散射的飽和效應(yīng)，高階布里淵散射不斷產(chǎn)生，可通過改變摻鉺光纖泵浦激光源4的泵浦功率，來控制隨機(jī)激光的輸出波長數(shù)目。當(dāng)布里淵泵浦功率和摻鉺光纖泵浦激光源功率足夠高時(shí)，實(shí)現(xiàn)波長間隔短且固定的多波長隨機(jī)激光輸出。
[0019]實(shí)施例[0020]基于啁啾光柵和隨機(jī)分布反饋的多波長光纖激光器如圖1所不。其中摻鉺光纖6長度為lm，單模光纖7為40km。布里淵泵浦激光源I波長為1532nm，摻鉺光纖泵浦激光源4波長為980nm，耦合器3分光比為90: 10，波分復(fù)用器5工作波長為1550nm/980nm，啁啾光柵的中心波長為1532nm，帶寬為8.8nm。
[0021]1532nm布里淵泵浦激光源I通過隔離器2與10%耦合器端口二 101相連，耦合器端口三102與1550nm波分復(fù)用器端口一 103相連，波分復(fù)用器端口三105依次連接Im的摻鉺光纖6和40km的單模光纖7 ;摻鉺光纖泵浦激光源4與波分復(fù)用器端口二 104相連，啁啾光柵8與90%|禹合器端口一 100相連,激光由單模光纖7另一端輸出；單模光纖7與啁啾光柵8共同組成一個(gè)半開放腔，利用單模光纖基于瑞利散射的隨機(jī)分布反饋和啁啾光柵的寬帶高反射特性，形成激光振蕩，最終實(shí)現(xiàn)多波長的隨機(jī)激光輸出。1532nm布里淵泵浦激光源I的激光通過耦合器3耦合進(jìn)半開放腔中，被摻鉺光纖6放大，然后進(jìn)入單模光纖7。單模光纖7利用受激布里淵散射提供增益，通過瑞利散射提供隨機(jī)分布反饋，產(chǎn)生反方向傳播的一階受激布里淵散射和布里淵泵浦激光的瑞利背向散射，經(jīng)過啁啾光柵8時(shí)，由于啁啾光柵8的高反射率，絕大部分光又被反射回線性結(jié)構(gòu)，被摻鉺光纖6再次放大，然后進(jìn)入單模光纖7。如果1532nm布里淵泵浦功率和980nm泵浦功率足夠高，產(chǎn)生的一階受激布里淵散射功率發(fā)生飽和，在單模光纖7中會產(chǎn)生背向傳播的二階受激布里淵散射，新產(chǎn)生的二階受激布里淵背向散射光，以及一階受激布里淵散射的瑞利背向散射光，部分地反射回線性結(jié)構(gòu)中繼續(xù)傳播，當(dāng)散射光的增益大于損耗，在啁啾光柵8與單模光纖7之間形成激光振蕩，部分光能量從單模光纖7的另一端形成隨機(jī)激光輸出。由于低階布里淵散射的飽和效應(yīng)，高階布里淵散射不斷產(chǎn)生，可通過改變摻鉺光纖泵浦激光源4的泵浦功率，來控制輸出隨機(jī)激光的波長數(shù)目，當(dāng)布里淵泵浦功率和摻鉺光纖泵浦激光源泵浦功率足夠高時(shí)，實(shí)現(xiàn)波長間隔短且固定的多波長隨機(jī)激光輸出。
[0022]以上實(shí)施例只是本實(shí)用新型所有方案中優(yōu)選方案之一，其它對基于啁啾光柵的多波長隨機(jī)光纖激光器結(jié)構(gòu)的簡單改變都屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于啁啾光柵和隨機(jī)分布反饋的多波長光纖激光器，其特征在于，包括布里淵泵浦激光源(I)、隔離器(2)、耦合器(3)、摻鉺光纖泵浦激光源(4)、波分復(fù)用器(5)、摻鉺光纖(6)、單模光纖(7)、啁啾光柵(8);所述的布里淵泵浦激光源(I)通過隔離器(2)與耦合器端口二(101)相連，耦合器端口三(102)與波分復(fù)用器端口一(103)相連，波分復(fù)用器端口三(105)依次連接摻鉺光纖(6)和單模光纖(7)，摻鉺光纖泵浦激光源(4)與波分復(fù)用器端口二(104)相連，啁啾光柵⑶與耦合器端口一(100)相連；所述的單模光纖(7)與啁啾光柵(8)共同組成一個(gè)半開放腔結(jié)構(gòu)，形成激光振蕩，最終實(shí)現(xiàn)多波長的隨機(jī)激光由單模光纖(X)另一端輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于啁啾光柵和隨機(jī)分布反饋的多波長光纖激光器，其特征在于，所述的啁啾光柵(8)的帶寬為2?20nm，反射率大于90%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于啁啾光柵和隨機(jī)分布反饋的多波長光纖激光器，其特征在于，所述的單模光纖(7)和啁啾光柵(8)共同組成一個(gè)半開放腔，利用單模光纖本身充當(dāng)虛擬反射鏡和啁啾光柵的寬帶高反射特性，有效消除奇偶斯托克斯峰值功率差異，獲得輸出功率平坦且具有良好光學(xué)信噪比的隨機(jī)激光輸出。
【文檔編號】H01S3/081GK203787754SQ201420036860
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】黃昌清, 劉夢詩, 宋鑫, 李佳, 董新永 申請人:中國計(jì)量學(xué)院