一種穩(wěn)頻隨機光纖激光器及窄線寬測量方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖激光器技術領域，具體公開了一種穩(wěn)頻隨機光纖激光器及窄線寬測量方法。
【背景技術】
[0002]自從1968年俄國科學家V.S.Letokhov理論上預言隨機激光器(RLS)的存在后，隨著對于RLS的各種研究，RLS日益受到人們的關注。與常規(guī)的激光器需要通過固定反射鏡形成的空腔相比，RLS僅僅依靠活性介質(zhì)和散射介質(zhì)，在其中光學反饋由多個光散射來實現(xiàn)；光在從增益介質(zhì)逸出之前經(jīng)歷多重散射，而多重散射使光在增益介質(zhì)內(nèi)的占據(jù)時間增長，從而使光在介質(zhì)中得到放大。在這種情況下，就不需要通過固定反射鏡來將光束縛在增益介質(zhì)中，只需要通過強散射就可以完成；由于強散射通常發(fā)生在無序的增益介質(zhì)中，所以通常稱為隨機激光。
[0003]傳統(tǒng)固定腔結(jié)構的激光器通常由于增益和散射混合在一起，容易造成增益不連續(xù)，要實現(xiàn)穩(wěn)定的窄線寬激光輸出通常需要復雜的光路結(jié)構與控制技術。相比之下，隨機激光器具有結(jié)構簡單、輸出線寬窄，由于沒有固定腔長可制成任意形狀，時域相干空域不相干等優(yōu)點，使其在光顯示、光傳感和光成像等領域都具有極好的應用前景。
[0004]然而，通常隨機激光器由于沒有固定的腔長與反饋，難以得到頻率穩(wěn)定的激光輸出。此外，在對窄線寬激光器的線寬測量中，通常采用的零差及延時自外差方法要實現(xiàn)kHz量級的線寬測量，往往需要上百公里長的延時光纖，從而增加了測量難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有隨機激光器存在的難以得到頻率穩(wěn)定的激光輸出以及窄線寬測量難度大的問題，而提供一種穩(wěn)頻隨機光纖激光器及窄線寬測量方法，本發(fā)明的隨機光纖激光器具有結(jié)構簡單的特點，能夠得到頻率穩(wěn)定的激光輸出；通過本發(fā)明的隨機光纖激光器在不需要太長的增益光纖即能夠?qū)Hz量級窄線寬栗浦源進行線寬測量，并得到百Hz量級的高分辨率，降低了窄線寬測量難度。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是:
一種穩(wěn)頻隨機光纖激光器，包括窄線寬栗浦光源，還包括第一光放大器、第二光放大器、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、增益光纖和光隔離器，所述窄線寬栗浦光源與第一光放大器的輸入端連接，所述第一光放大器的輸出端與第一環(huán)形器的第一端口連接，所述第一環(huán)形器的第二端口與第一耦合器的第一端口連接，所述第一耦合器的第二端口經(jīng)增益光纖連接有光隔離器；所述第一耦合器的第三端口與第二環(huán)形器的第二端口連接，所述第二環(huán)形器的第三端口與第三耦合器的第一端口連接，所述第三耦合器的第三端口與第二耦合器的第一端口連接，所述第二耦合器的第四端口與第三耦合器的第二端口連接，所述第二耦合器的第三端口與第二光放大器連接，所述第二光放大器的輸出端與第二環(huán)形器的第一端口連接。
[0007]所述第一環(huán)形器的第三端口連接有濾波器。
[0008]所述窄線寬栗浦光源為窄線寬連續(xù)激光器，所述窄線寬連續(xù)激光器的波長為1100-1650nm，所述窄線寬連續(xù)激光器的線寬小于10MHz。
[0009]所述第一耦合器的耦合比為1:1，所述第二耦合器和第三耦合器的第一端口到第四端口的輸出耦合比為99%，所述第二耦合器和第三耦合器的第一端口到第三端口的輸出耦合比為1%。
[0010]所述第二耦合器與第三耦合器之間的連接光纖的長度為5m。
[0011]所述增益光纖為10_15km長的普通單模光纖。
[0012]本發(fā)明還提供一種采用穩(wěn)頻隨機光纖激光器對窄線寬栗浦激光器進行窄線寬測量方法，該方法中的穩(wěn)頻隨機光纖激光器，包括窄線寬栗浦光源，還包括第一光放大器、第二光放大器、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、第一親合器、第二親合器、第三親合器、增益光纖和光隔離器，所述窄線寬栗浦光源與第一光放大器的輸入端連接，所述第一光放大器的輸出端與第一環(huán)形器的第一端口連接，所述第一環(huán)形器的第二端口與第一親合器的第一端口連接，所述第一耦合器的第二端口經(jīng)增益光纖連接有光隔離器；所述第一耦合器的第三端口與第二環(huán)形器的第二端口連接，所述第二環(huán)形器的第三端口與第三耦合器的第一端口連接，所述第三耦合器的第三端口與第二耦合器的第一端口連接，所述第二耦合器的第四端口與第三耦合器的第二端口連接，所述第二耦合器的第三端口與第二光放大器連接，所述第二光放大器的輸出端與第二環(huán)形器的第一端口連接；所述第一環(huán)形器的第三端口連接有高頻光電探測器，所述高頻光電探測器的輸出端連接有頻譜分析儀。
[0013]所述高頻光電探測器的工作頻率為7-20GHZ。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明的穩(wěn)頻隨機光纖激光器采用受激布里淵增益與瑞利隨機反饋機制，結(jié)構簡單、輸入栗浦光波長范圍寬，在沒有鎖相等控制技術下可得到線寬窄且頻率穩(wěn)定的激光輸出。同時本發(fā)明的穩(wěn)頻隨機光纖激光器所使用的增益光纖的長度遠遠小于現(xiàn)有的線寬測量方法中所使用的增益光纖的長度，不需要太長的增益光纖即可實現(xiàn)對kHz量級窄線寬栗浦光源進行線寬測量，并得到百Hz量級的高分辨率，降低了穩(wěn)頻隨機光纖激光器的窄線寬測量難度。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的穩(wěn)頻隨機光纖激光器的結(jié)構示意圖；
圖2是本發(fā)明采用穩(wěn)頻隨機光纖激光器對窄線寬栗浦激光器進行窄線寬測量時的結(jié)構示意圖；
圖中標記:1、窄線寬栗浦光源，2、第一環(huán)形器，3、第二環(huán)形器，4、第一光放大器，5、第一親合器，6、第二親合器，7、第二光放大器，8、增益光纖，9、第三關親合器，10、光隔離器，11、濾波器，12、高頻光電探測器，13、頻譜分析儀。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，并不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域的普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的其他所用實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0017]結(jié)合附圖1，本發(fā)明的穩(wěn)頻隨機光纖激光器，包括窄線寬栗浦光源1，還包括第一光放大器4、第二光放大器7、第一環(huán)形器2、第二環(huán)形器3、第一親合器5、第二親合器6、第三親合器9、增益光纖8和光隔離器10，所述窄線寬栗浦光源1與第一光放大器4的輸入端連接，所述第一光放大器4的輸出端與第一環(huán)形器2的第一端口連接，所述第一環(huán)形器2的第二端口與第一耦合器5的第一端口連接，所述第一耦合器5的第二端口經(jīng)增益光纖8連接有光隔離器10 ;所述第一耦合器5的第三端口與第二環(huán)形器3的第二端口連接，所述第二環(huán)形器3的第三端口與第三耦合器9的第一端口連接，所述第三耦合器9的第三端口與第二耦合器6的第一端口連接，所述第二耦合器6的第四端口與第三耦合器9的第二端口連接，所述第二耦合器6的第三端口與第二光放大器7連接，所述第二光放大器7的輸出端與第二環(huán)形器3的第一端口連接。
[0018]本發(fā)明的中的第一光放大器起到調(diào)節(jié)隨機光纖激光器輸出光功率的作用，第二光放大器起到補充環(huán)路插入損耗的作用。
[0019]所述第一環(huán)形器2的第三端口連接有濾波器11。
[0020]所述窄線寬栗浦光源1為窄線寬連續(xù)激