CN100385753C - 微光纤环形结激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微光纤环形结激光器。以掺杂微光纤制成环形单结谐振腔，一锥形光纤的细端搭在环形单结谐振腔的环上即为泵浦光输入端，另一锥形光纤的细端搭在环形单结谐振腔的一端即为激光输出端。本发明的微光纤环形结激光器具有小型化、制备简单、稳定、易于集成等特性。目前最大功率输出为8μW左右，具有良好的稳定性，易于控制和调节。

Description

微光纤环形结激光器
技术领域
本发明涉及微光学元件、系统，尤其是涉及一种微光纤环形结激光器。
背景技术
激光器是一种重要的光电子器件，在工业、军事、通讯、医学、科学研究等诸多领域均具有重要应用。目前大型激光器制作技术已经非常成熟，但对小型化激光器的研究却不是很多。近年来微纳光子学的发展，使微型化激光器具有广泛的应用前景。随着光纤制备工艺的改进，低损耗的微纳光纤已经被制备出来，并且已应用于制作微纳光子学器件，其中微光纤环形和结形光学谐振腔已经被证明。但是对于微纳光纤光子学器件的研究目前大多集中在无源器件上。最近高质量的掺杂玻璃微纳光纤也已经可以从块状的掺杂玻璃中直接拉制出来，用这种办法获得的微纳光纤具有较低的光学损耗，并且可以获得很好的荧光现象，这为微纳光纤有源器件的研究提供了一个重要的基础。国际上已经实现的微型激光器主要包括，微球激光器、盘型激光器等等，但这些结构不够稳定而且制作过程复杂，不利于光学集成，难以在实际中应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微光纤环形结激光器，利用微米直径掺杂光纤制备出简单、稳定、易于集成的微型激光器。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：以掺杂微光纤制成环形单结谐振腔，一锥形光纤的细端搭在环形单结谐振腔的环上即为泵浦光输入端，另一锥形光纤的细端搭在环形单结谐振腔的一端即为激光输出端。
本发明具有的有益效果是：本发明的微光纤环形结激光器具有小型化、制备简单、稳定、易于集成等特性。目前最大功率输出为8μW左右。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图；
图2是该激光器得到的激光特性图；
图3是输出激光功率随泵浦光功率的变化关系。
图中：1、泵浦光输入端，2、激光输出端。
具体实施方式
如图1所示，本发明以掺杂微光纤制成环形单结谐振腔，锥形光纤的细端搭在一环形单结谐振腔的环上即为泵浦光输入端1，另一锥形光纤的细端搭在环形单结谐振腔的一端即为激光输出端2。
所述的掺杂微光纤直径为1～5μm。
所述的环形单结谐振腔的直径为50μm～10mm。
所述的锥形光纤的直径为1～5μm。
本发明制备过程如下：
1)首先用蓝宝石棒将块状掺杂玻璃加热拉制出直径1-5μm的微光纤；
2)利用两根锥形光纤探针在光学显微镜下操纵微光纤，制备出直径在毫米量级的环形单结谐振腔；
3)利用微调架逐渐拉紧悬空端，改变环形单结谐振腔的直径至需要的范围；
4)使用普通单模光纤高温拉伸法制备出锥形光纤，并将拉锥部分搭在环形结上，利用分子间作用力将二者粘牢；
5)再制备一锥形光纤，将其搭在环形单结谐振腔的一端，用以引出输出激光；
用975nm波长泵浦光输入至环形结，并逐渐增加泵浦功率，当泵浦光达到阈值时将会有激光输出，继续增加泵浦光将获得更大的输出功率。
应用举例：
用玻璃直接拉伸法用蓝宝石棒从块状的铒、镱共掺的玻璃加热拉制出3.8μm的微光纤，其中铒、镱离子的掺杂浓度分别为1.25mol％和2.35mol％。在光学显微镜下制备出约2mm直径的环形结谐振腔，然后，输入975波长的泵浦光，并不断增加输入功率，测量输出光的光学特性。图1是本发明的结构原理示意图；图2该激光器得到的激光特性，其中图a是当泵浦光低于阈值时的荧光的共振特性，图b是当泵浦光远大于阈值时的激光光谱图，其输出功率为8μW；图3是输出激光功率随泵浦光功率的变化关系图，可以看出其激光阈值大约为5.6mW。
当铒镱共掺玻璃微光纤吸收975nm波长泵浦光时，由于自发和受激辐射会辐射出1.5μm范围的荧光，而产生的荧光将在微光纤环谐振腔内发生共振，当增益大于损耗时产生受激光放大而获得激光输出。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.微光纤环形结激光器，其特征在于：以掺杂微光纤制成环形单结谐振腔，一锥形光纤的细端搭在环形单结谐振腔的环上即为泵浦光输入端(1)，另一锥形光纤的细端搭在环形单结谐振腔的一端即为激光输出端(2)。
2.根据权利要求1所述的微光纤环形结激光器，其特征在于：所述的掺杂微光纤直径为1～5μm。
3.根据权利要求1所述的微光纤环形结激光器，其特征在于：所述的环形单结谐振腔的直径为50μm～10mm。
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