CN114498262B - 一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器，属于光纤通信、仪器仪表技术领域。使用了一个复合环腔，其中包含了三个子环腔，根据游标效应能够扩大纵模间隔，挤压式偏振控制器和起偏器合并使用引入了偏振依赖损耗，输出波长为单偏振，另一端连接了一段未泵浦的掺铥光纤作为可饱和吸收体实现动态追踪窄带滤波，能够提高输出波长的稳定性，波长工作在单纵模状态。本发明结构新颖，可灵活切换输出波长，且每个波长都能工作在单纵模状态，在空间光通信，光纤传感系统中有着潜在的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器，属于光纤通信、仪器仪表技术领域。
背景技术
多波长可切换，单纵模光纤激光器是指可以输出多个可切换的多波长，且均处于单纵模工作状态的光纤激光器。多波长单纵模光纤激光器具有良好的光束质量被广泛的应用于光纤通信的波分复用系统(DWDM)，光纤传感测量气体系统等。之前的多波长激光器工作在多纵模状态，如果用作光源，光束质量不高，稳定性较差。多波长可切换的单纵模光纤激光器工作在2.05μm，具有抗干扰能力强，相干性好，输出稳定，易于操作，与光纤系统兼容性高等优势。
相比于掺饵光纤，掺铥光纤具有较宽的增益谱范围(1.9～2.1μm)，其激射波段位于2μm波段。2.05μm激光更接近于低损耗大气窗口，这一波段激光可以拥有更高的大气透过率。2.05μm激光在自由空间光通信方面具有良好的应用前景。此外，多波长可切换的单纵模光纤激光器还在光纤传感关于CO2气体探测和晶体ZnGeP2光学均匀性测试等方面有广泛的应用。因此，2.05μm激光在光纤通信、光纤传感、医疗、太赫兹信号生成，光纤遥感，激光雷达等领域，具有及其重要的研究价值。
为了进一步提高通信容量，提升光源的光束质量，以及系统的灵活性和兼容性，多波段可切换，单纵模输出2.05μm的激光光源成为光学领域炙手可热的研究课题。近年来，关于多波长单纵模的报道层出不穷，窄带滤波器和复合腔结合是实现单纵模的方法之一，该方法对增益光纤掺杂浓度没有过高的要求，且容易获得较高的功率。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器。
一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器，使用了一个复合环腔，其中包含了三个子环腔，根据游标效应能够扩大纵模间隔，挤压式偏振控制器和起偏器合并使用引入了偏振依赖损耗，输出波长为单偏振，另一端连接了一段未泵浦的掺铥光纤作为可饱和吸收体实现动态追踪窄带滤波，能够提高输出波长的稳定性，波长工作在单纵模状态。
一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器，泵浦源与合束器的输入端连接，合束器的输出端与掺铥光纤的一端连接，掺铥光纤的另一端与挤压式偏振控制器的一端连接，挤压式偏振控制器的另一端与起偏器一端连接，起偏器的另一端与环形器的端口二连接，环形器的端口三与光纤耦合器一的端口一连接，光纤耦合器一的端口三与环形器的端口一相连，光纤耦合器一的端口四与光纤耦合器二的端口一相连，光纤耦合器二的端口二与端口四相连，光纤耦合器二的端口三与光纤耦合器三的端口一相连，光纤耦合器三的端口二和端口四相连，光纤耦合器三的端口三与光纤耦合器一的端口二相连。合束器端口二顺次接入未泵浦的掺铥光纤、光纤耦合器四及重叠光纤光栅。
光纤耦合器一,光纤耦合器二，光纤耦合器三均为2×2耦合器，其分光比为50:50，光纤耦合器四为1×2或者2×2耦合器，其分光比是90:10，80:20，或者70：30。
未泵浦掺铥光纤长度为0.3m。
重叠光纤光栅具有三个以上波长的反射峰值。
光纤耦合器二的端口之间组成环长度为0.28m,光纤耦合器三端口之间组成环长度为0.45m，光纤耦合器一到光纤耦合器二的长度，加上光纤耦合器二到光纤耦合器二的长度，再加上光纤耦合器二到光纤耦合器一的长度，三者之和组成环长度为1.1m。
掺铥光纤长度为4m。
本发明的优点是:本发明使用了一个复合环腔，其中包含了三个子环腔，根据游标效应能够扩大纵模间隔，有利于实现单纵模输出。挤压式偏振控制器和起偏器合并使用引入了偏振依赖损耗，提高输出的稳定性，且确保输出波长为单偏振。另一端连接了一段未泵浦的掺铥光纤作为可饱和吸收体实现动态追踪窄带滤波，不仅可以提高输出波长的稳定性，还能确保波长工作在单纵模状态。本发明使用重叠光纤光栅不仅可以确定具体的输出波长，还可以作为窄带滤波器压窄线宽。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。
本发明使用光纤耦合器一、光纤耦合器二、光纤耦合器三共同构成复合子环腔扩大了激光腔的纵模间隔；重叠光纤光栅用来选择具体的波长输出和压窄线宽。未泵浦掺铥光纤作为可饱和吸收体用来动态追踪窄带滤波。挤压式偏振控制器、起偏器同时使用保证输出波长为单偏振状态。该激光器结构新颖，可灵活切换输出波长，且每个波长都能工作在单纵模状态，在空间光通信，光纤传感系统中有着潜在的应用。
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为本发明的结构示意图。
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所示，一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器，主要解决的技术问题是目前多波长光纤激光器不能实现灵活地切换，且工作波长为多纵模状态，光源稳定性差。
一种波长可切换多波长单纵模掺铥光纤激光器，包括泵浦源1、合束器2、掺铥光纤3、挤压式偏振控制器4、起偏器5、环形器6、光纤耦合器一7、光纤耦合器二8、光纤耦合器三9、未泵浦掺铥光纤10、光纤耦合器四11、重叠光纤光栅12。
泵浦源1与合束器2的输入端的一端相连，合束器2的输出端21与掺铥光纤3的一端相连，掺铥光纤3的另一端口31与挤压式偏振控制器4的一端相连，挤压式偏振控制器4的另一端口41与起偏器5的一端相连，起偏器5的另一端与环形器6的端口二62相连，环形器6的端口一61与光纤耦合器一7端口三73相连，环形器6的端口三63与光纤耦合器一7的端口一71相连，光纤耦合器一7的端口四74与光纤耦合器二8端口一81相连，光纤耦合器二8端口二82与端口四84相连，光纤耦合器二8端口三83与光纤耦合器三9端口一91相连，光纤耦合器三9端口二92与端口四94相连，光纤耦合器三9端口三93光纤耦合器一7的端口二72相连。合束器的另一端口22依次接入未泵浦掺铥光纤10、光纤耦合器四11和重叠光纤光栅12。
光纤耦合器一7,光纤耦合器二8，光纤耦合器三9均为2×2耦合器，其分光比为50:50，光纤耦合器四11可为1×2或者2×2耦合器，其分光比是90:10，80:20，或者70：30。
未泵浦的掺铥光纤10长度为0.3m。
重叠光纤光栅12具有三个以上波长的反射峰值。
光纤耦合器二8端口82到84组成环长度为0.28m,光纤耦合器三9端口92到94组成环长度为0.45m，光纤耦合器一7到光纤耦合器二8长度，加上光纤耦合器二8到光纤耦合器二9的长度，再加上光纤耦合器二9到光纤耦合器一7的长度，三者之和组成环长度为1.1m。
掺铥光纤03长度为4m。
本发明或者为一种多波长可切换单纵模2.05μm掺铥光纤激光器。
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 (6)
1.一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器，其特征在于，泵浦源与合束器的输入端的一端相连，合束器的输出端与掺铥光纤的一端相连，掺铥光纤的另一端口与挤压式偏振控制器的一端相连，挤压式偏振控制器的另一端口与起偏器的一端相连，起偏器的另一端与环形器的端口二相连，环形器的端口一与光纤耦合器一端口三相连，环形器的端口三与光纤耦合器一的端口一相连，光纤耦合器一的端口四与光纤耦合器二端口一相连，光纤耦合器二端口二与端口四相连，光纤耦合器二端口三与光纤耦合器三端口一相连，光纤耦合器三端口二与端口四相连，光纤耦合器三端口三与光纤耦合器一的端口二相连，合束器的另一端口依次接入未泵浦掺铥光纤、光纤耦合器四和重叠光纤光栅，光纤耦合器一、光纤耦合器二、光纤耦合器三共同构成复合环腔，扩大了纵膜间隔，挤压式偏振控制器和起偏器同时使用保证输出波长为单偏振状态，合束器另一端连接的未泵浦掺铥光纤作为可饱和吸收体实现动态追踪窄带滤波，不仅能够提高输出波长的稳定性，还能够使得波长工作在单纵模状态。
2.根据权利要求1所述的一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器，其特征在于，光纤耦合器一,光纤耦合器二，光纤耦合器三均为2×2耦合器，其分光比为50:50，光纤耦合器四为1×2或者2×2耦合器，其分光比是90:10，80:20，或者70：30。
3.根据权利要求1所述的一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器，其特征在于，未泵浦掺铥光纤长度为0.3m。
4.根据权利要求1所述的一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器，其特征在于，重叠光纤光栅具有三个以上波长的反射峰值。
5.根据权利要求1所述的一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器，其特征在于，光纤耦合器二的端口之间组成环长度为0.28m,光纤耦合器三端口之间组成环长度为0.45m，光纤耦合器一到光纤耦合器二的长度，加上光纤耦合器二到光纤耦合器三的长度，再加上光纤耦合器三到光纤耦合器一的长度，三者之和组成环长度为1.1m。
6.根据权利要求1所述的一种多波长可切换单纵模掺铥光纤激光器，其特征在于，掺铥光纤长度为4m。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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