CN114498260A - 一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器 - Google Patents

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Abstract

一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，属于光纤通信、仪器仪表技术领域。本发明使用可饱和吸收镜作为饱和吸收体，高反射型光纤布拉格光栅作为滤波器。该激光器的波长间隔是由光纤布拉格光栅决定的，腔内损耗是由可调衰减器保证的，脉冲输出是由饱和吸收镜保证的，输出波段的切换是通过改变施加在光纤光栅上的张力改变光栅的反射波段，从而实现输出波段切换。

Description

一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器
技术领域
本发明涉及一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，属于光纤通信、仪器仪表技术领域。
背景技术
连续激光器在长时间范围内输出功率较为平均，峰值功率较低，而脉冲光纤激光器可以在相同的平均输出功率下，可以使能量集中在非常短的时间窗口中，从而极大地提升峰值功率，此外，脉冲光纤激光器还具有体积小、散热性强、光束质量高、稳定性好、转换效率高等优点，在激光加工、激光医疗、激光雷达、光纤传感、光纤通信等领域有十分重要的应用前景。
自1879年瑞典化学家克勒弗发现了铥和钬以后，铥元素和钬元素在高温超导体、激光器、X射线等前沿科学领域都有重要的应用价值。在激光器中采用铥掺杂的光纤作为增益介质可以激射出2μm波段的激光，自聚焦阈值较高，光纤非线性效应与近红外波段相比相对较低，也具有“人眼安全”特性，适用于激光雷达、激光通信、环境遥感等领域。
为了提高通信容量，满足日益增长的大容量通信网的要求，多波长可切换的脉冲光纤激光器可以做到同一激光器同时在双波长或多波长产生脉冲，成为目前研究的热点。为了实现这种多波长脉冲运行，常用的辅助光学器件有光纤布拉格光栅、保偏光纤萨格纳克干涉仪、迈克耳逊干涉仪等，使激光器腔内特定的波长震荡。本发明所使用的光纤布拉格光栅利用光纤位移平台产生的张力使光栅的反射和透射中心红移，实现脉冲激光波段的切换。该激光器将在波分复用、光纤激光传感、空间光通信等领域发挥重要的作用。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器。
一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，使用可饱和吸收镜作为饱和吸收体，高反射型光纤布拉格光栅作为滤波器，激光器的波长间隔是由光纤布拉格光栅决定，腔内损耗是由可调衰减器保证，脉冲输出是由饱和吸收镜保证，输出波段的切换是通过改变施加在光纤光栅上的张力改变光栅的反射波段，从而实现输出波段切换。
一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，泵浦与光纤合束器的一端相连，光纤合束器的另一端与掺铥光纤的一端相连，掺铥光纤的另一端与光纤环形器一的一端口相连，光纤环形器一的另一端口与光纤光栅调节架相连，均匀光纤布拉格光栅被固定在光纤光栅调节架，光纤环形器一的第三端口与可调衰减器的一端相连，可调衰减器的另一端与光纤耦合器的一端相连，光纤耦合器上侧的一端与光纤环形器二的第一端口相连，光纤环形器二的第二端口与反射式饱和吸收镜相连，光纤环形器二的第三端口与光纤合束器的另一端相连，光纤耦合器上侧的另一端作为整个激光器系统的输出端口。
泵浦为793nm。光纤耦合器为1×2耦合器，分光比为90:10，使用光纤耦合器输出功率百分之十的一端作为整个激光器的输出端口。光纤环形器一和光纤环形器二光路传输方向均为顺时针方向，光从光纤环形器一和光纤环形器二的第一端口传输到第二端口，再从第二端口传输到第三端口，传输方向不可逆。反射式可饱和吸收镜的反射率为50％，调值深度为30％，非饱和损耗为20％，损坏阈值为800μJ/cm2。通过光纤光栅调节架的微调旋钮改变附加在均匀光纤布拉格光栅的拉力实现波长切换。激光器总腔长为21m。
本发明具有的效果如下：激光器使用可饱和吸收镜作为饱和吸收体，高反射型光纤布拉格光栅作为滤波器。该激光器的波长间隔是由光纤布拉格光栅决定的，腔内损耗是由可调衰减器保证的，脉冲输出是由饱和吸收镜保证的，输出波段的切换是通过改变施加在光纤光栅上的张力改变光栅的反射波段，从而实现输出波段切换。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：
图1为一种稳定的波长可切换的2μm脉冲光纤激光器的结构示意图。
图2为一种稳定的波长可切换的2μm脉冲光纤激光器的输出波段切换示意图，输出在波段1。
图3为一种稳定的波长可切换的2μm脉冲光纤激光器的输出波段切换示意图，输出在波段2。两波段内的波长间隔为Δλ1、Δλ2或者Δλ3。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时，它可以直接连接到其他元件或者组件，或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
为便于对实施例的理解，下面将结合做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明的限定。
实施例1：如图1、图2及图3所示，一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，主要解决的技术问题是目前许多光纤激光器在实现脉冲输出的时候，不能对输出波段进行切换，提出了一种稳定的波段可切换的脉冲光纤激光器。
一种稳定的波长可切换的2μm脉冲光纤激光器，如图1所示，它包括泵浦源1、合束器2、掺铥光纤3、光纤环形器一4、光纤应力调节架5、反射型光纤布拉格光栅6、可调衰减器7、光纤耦合器8、光纤环形器二9、饱和吸收镜10。
793nm泵浦1与光纤合束器2的一端相连，光纤合束器2的另一端21与掺铥光纤3的一端相连，掺铥光纤3的另一端31与光纤环形器一4的一端口相连，光纤环形器一4的另一端口42与光纤光栅调节架5相连，均匀光纤布拉格光栅6被固定在光纤光栅调节架5，光纤环形器一4的第三端口41与可调衰减器7的一端相连，可调衰减器7的另一端71与光纤耦合器8的一端相连，光纤耦合器8上侧的一端81与光纤环形器二9的第一端口相连，光纤环形器二9的第二端口92与反射式饱和吸收镜10相连，光纤环形器二9的第三端口与光纤合束器2的另一端22相连，光纤耦合器8上侧的另一端82作为整个激光器系统的输出端口。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，其特征在于，使用可饱和吸收镜作为饱和吸收体，高反射型光纤布拉格光栅作为滤波器，激光器的波长间隔是由光纤布拉格光栅决定，腔内损耗是由可调衰减器保证，脉冲输出是由饱和吸收镜保证，输出波段的切换是通过改变施加在光纤光栅上的张力改变光栅的反射波段，从而实现输出波段切换。
2.根据权利要求1所述的一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，其特征在于，泵浦与光纤合束器的一端相连，光纤合束器的另一端与掺铥光纤的一端相连，掺铥光纤的另一端与光纤环形器一的一端口相连，光纤环形器一的另一端口与光纤光栅调节架相连，均匀光纤布拉格光栅被固定在光纤光栅调节架，光纤环形器一的第三端口与可调衰减器的一端相连，可调衰减器的另一端与光纤耦合器的一端相连，光纤耦合器上侧的一端与光纤环形器二的第一端口相连，光纤环形器二的第二端口与反射式饱和吸收镜相连，光纤环形器二的第三端口与光纤合束器的另一端相连，光纤耦合器上侧的另一端作为整个激光器系统的输出端口。
3.根据权利要求2所述的一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，其特征在于，泵浦为793nm。
4.根据权利要求2所述的一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，其特征在于，光纤耦合器为1×2耦合器，分光比为90:10，使用光纤耦合器输出功率百分之十的一端作为整个激光器的输出端口。
5.根据权利要求2所述的一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，其特征在于，光纤环形器一和光纤环形器二光路传输方向均为顺时针方向，光从光纤环形器一和光纤环形器二的第一端口传输到第二端口，再从第二端口传输到第三端口，传输方向不可逆。
6.根据权利要求2所述的一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，其特征在于，反射式可饱和吸收镜的反射率为50％，调值深度为30％，非饱和损耗为20％，损坏阈值为800μJ/cm2。
7.根据权利要求2所述的一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，其特征在于，通过光纤光栅调节架的微调旋钮改变附加在均匀光纤布拉格光栅的拉力实现波长切换。
8.根据权利要求2所述的一种稳定的波长可切换的脉冲光纤激光器，其特征在于，激光器总腔长为21m。
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