CN101132102A - 基于双萨格纳克环滤波器的单纵模光纤环形激光器 - Google Patents

基于双萨格纳克环滤波器的单纵模光纤环形激光器 Download PDF

Info

Publication number
CN101132102A
CN101132102A CNA2007100451769A CN200710045176A CN101132102A CN 101132102 A CN101132102 A CN 101132102A CN A2007100451769 A CNA2007100451769 A CN A2007100451769A CN 200710045176 A CN200710045176 A CN 200710045176A CN 101132102 A CN101132102 A CN 101132102A
Authority
CN
China
Prior art keywords
longitudinal mode
sagnac
coupler
loop filter
double
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007100451769A
Other languages
English (en)
Inventor
杨肖璇
詹黎
黄优
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CNA2007100451769A priority Critical patent/CN101132102A/zh
Publication of CN101132102A publication Critical patent/CN101132102A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

一种激光技术领域的基于双萨格纳克环滤波器的单纵模环形激光器，包括：激光放大器、单向隔离器、30/70耦合器、第一萨格纳克环形滤波器、第二萨格纳克环形滤波器，连接关系为：激光放大器的输出端经过30/70耦合器的70％端口与第一个萨格纳克环形滤波器相连，第一个萨格纳克环形滤波器与第二个萨格纳克环形滤波器串联，第二个萨格纳克环形滤波器经过单向隔离器与激光放大器的输入端相连，整个装置结构为环形结构。本发明能够得到输出功率大约为0.4W，波长为1.564μm的单纵模激光，并且得到超过40dB的信噪比的输出，满足实验及工程上的要求。

Description

基于双萨格纳克环滤波器的单纵模光纤环形激光器
技术领域
本发明涉及的是一种光通讯技术领域的激光器，具体涉及一种基于双萨格纳克环(Sagnac)滤波器的单纵模光纤环形激光器。
背景技术
近年来，光纤激光器在输出功率和工作波长这两方面有很快发展，千瓦量级的光纤激光器研制也已有报道，但是这些激光器往往运作在多纵模的状态下。由于单纵模高功率光纤激光器的单频率特性和的高稳定输出功率的性能，在相干光通讯、干涉传感、相干激光雷达探测中有广泛的应用。通常单纵模光纤激光器的输出功率最多可达到100mW，一般光线激光器结构无法实现更高的功率输出。提高输出功率最直接的方法是提高泵浦的能量，但是过高的泵浦能量会导致激光器的结构复杂，而且散热器也会变得过于庞大。
经对现有技术的文献检索发现，俞本立等在《量子电子学报》2006年第23卷第2期164页上发表的“铒镱共掺调频光纤激光器”，该文中提出采用一段4cm长的铒镱共掺光纤和两个窄线宽光纤布拉格光栅，研制了一种新型的短腔单纵模光纤激光器。激光器线宽小于400KHz，输出功率大于3mW。其不足在于：光源的输出功率较低，同时泵浦光的转换效率不高。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种基于双萨格纳克环滤波器的单纵模光纤环形激光器，并用无泵浦的掺铒光纤作饱和吸收。使其能够提供输出功率大约为0.4W，波长为1.564μm的单纵模激光输出。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：激光放大器、单向隔离器、30/70耦合器、第一萨格纳克环形滤波器、第二萨格纳克环形滤波器，连接关系为：激光放大器的输出端经过30/70耦合器的70％端口与第一个萨格纳克环形滤波器相连，第一个萨格纳克环形滤波器与第二个萨格纳克环形滤波器串联，第二个萨格纳克环形滤波器经过单向隔离器与激光放大器的输入端相连，整个装置结构为环形结构。
所述激光放大器，包括：双包层铒/镱双掺杂光纤、第一多纵模二极管激光器、第二多纵模二极管激光器、第一波分复用器、第二波分复用器，第一多纵模二极管激光器和第二多纵模二极管激光器分别通过第一波分复用器、第二波分复用器与双包层铒/镱双掺杂光纤相连，组合成激光放大器。
所述第一萨格纳克环形滤波器，包括第一50/50耦合器、第一偏振控制器和保偏光纤，第一偏振控制器和保偏光纤连接在第一50/50耦合器的双50臂中，第一50/50耦合器的合波端与第二萨格纳克环形滤波器相连。
所述第二萨格纳克环形滤波器，包括第二50/50耦合器、第二偏振控制器和掺铒光纤，第二偏振控制器和掺铒光纤连接在第二50/50耦合器双50臂中，第二50/50耦合器的IN端与第一萨格纳克环形滤波器中第一50/50耦合器的合波端相连，第二50/50耦合器的合波端与单向隔离器相连。
所述30/70耦合器的30％端口为整个装置的输出口。
以上所有连接介质均为光纤。
所述掺铒光纤，为无泵浦的光纤。
所述第一偏振控制器，在第一萨格纳克环形滤波器中控制波长的选择。
所述第二偏振控制器，选择第二萨格纳克环形滤波器中的偏振态，协同未泵浦的掺铒光纤以达到抑制纵模的目的。
本发明工作时，第一多纵模二极管激光器和第二多纵模二极管激光器发出的泵浦光分别经过与它们相连的第一波分复用器和第二波分复用器送到双包层铒/镱双掺杂光纤内，使铒/镱离子受激跃迁到高能级，从而产生自发辐射光，自发辐射光向第一萨格纳克环形滤波器传输，通过第一萨格纳克环形滤波器的波长选择作用，产生带宽非常窄的1.564μm的波长；接着光传输至第二萨格纳克环形滤波器传输，未泵浦的掺铒光纤用作饱和吸收体吸收零频以外的其他纵模的光强，产生单纵模的输出；通过单向隔离器的隔离作用，整个环形结构中的光单向传输，回到激光放大器的输入端，光不停地在激光放大器中放大，通过调节泵浦电流，可以获得不同的功率，最大可以测得约0.4W的输出功率。最后被放大的自发辐射光从系统的30/70耦合器的30％端口输出。
本发明在环形腔中使用两个萨格纳克环形滤波器，设计了一种单纵模全光纤环形激光器。本发明结构简单且节约成本，激光器最高工作在360mW的输出功率，并且得到超过40dB的信噪比的输出，可以满足实验以及工程上的要求。同时，由于掺铒光纤激光器的输出波段是处于人眼安全的波段，所以本激光器可以应用到许多领域比如医疗、生物学以及人眼安全测距系统。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明在光谱分析仪测得的环形激光器的输出光谱；
图3为本发明在1550nm处测试的输出功率与组合泵浦能量关系图；
图4为本发明在射频分析仪测试下测得的单纵模频率图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：激光放大器1、单向隔离器15、30/70耦合器16、第一萨格纳克环形滤波器2、第二萨格纳克环形滤波器3，连接关系为：激光放大器1的输出端经过30/70耦合器16的70％端口与第一个萨格纳克环形滤波器2相连，第一个萨格纳克环形滤波器2与第二个萨格纳克环形滤波器3串联，第二个萨格纳克环形滤波器3经过单向隔离器15与激光放大器1的输入端相连，整个装置结构为环形结构。
所述激光放大器1，包括：双包层铒/镱双掺杂光纤4、第一多纵模二极管激光器5、第二多纵模二极管激光器6、第一波分复用器7、第二波分复用器8，第一多纵模二极管激光器5和第二多纵模二极管激光器6分别通过第一波分复用器7、第二波分复用器8与双包层铒/镱双掺杂光纤4相连。
所述第一萨格纳克环形滤波器2，包括第一50/50耦合器9、第一偏振控制器10和保偏光纤11，第一偏振控制器10和保偏光纤11连接在第一50/50耦合器9的双50臂中，第一50/50耦合器9的合波端与第二萨格纳克环形滤波器3相连。
所述第二萨格纳克环形滤波器3，包括第二50/50耦合器12、第二偏振控制器13和掺铒光纤14，第二偏振控制器13和掺铒光纤14连接在第二50/50耦合器12双50臂中，第二50/50耦合器12的IN端与第一萨格纳克环形滤波器中2第一50/50耦合器9的合波端相连，第二50/50耦合器12的合波端与单向隔离器15相连。
所述30/70耦合器16的30％端口为整个装置的输出口。
所述保偏光纤11，其长度为12.2米，双折射率为4×10-4。
所述掺铒光纤14，为有无泵浦的掺铒光纤，铒离子浓度为100-ppm。
所述掺铒光纤14，其长度为21.5米。
所述第一偏振控制器10，在第一萨格纳克环形滤波器2中控制波长的选择。
所述第二偏振控制器13，可以选择第二萨格纳克环形滤波器3中的偏振态，协同未泵浦的掺铒光纤14以达到抑制纵模的目的。
本实施例工作时，第一多纵模二极管激光器5和第二多纵模二极管激光器6发出的泵浦光分别经过与它们相连的第一波分复用器7和第二波分复用器8被送到双包层铒/镱双掺杂光纤4内，使铒/镱离子受激跃迁到高能级，从而产生自发辐射，自发辐射光传输到第一萨格纳克环形滤波器2，通过其波长选择作用，产生带宽非常窄的1.564μm的波长；接着自发辐射光传输至第二萨格纳克环形滤波器3，未泵浦的掺铒光纤14用作饱和吸收体抑制零频以外的其他纵模的光强，产生单纵模的输出；通过单向隔离器15的隔离作用，整个环形结构的光单向传输，回到激光放大器1的输入端，光不停地在激光放大器1中放大，最终得到大功率的输出。最后所有被放大的光皆从系统的30/70耦合器16的30％端口输出。
如图2所示，是本实施例在光谱分析仪测试下测得的环形激光器的光谱，它显示了超过40dB的自发辐射光背景噪声的抑制。通过适当调节萨格纳克环形滤波器的偏振控制器，反射光谱抑制了除了1563.9nm波长外的所有波长。
如图3所示，是本实施例在1550nm处测试的输出功率与组合泵浦能量关系图，当泵浦达到4500mA时，输出光强超过了360mW，并且也被实际可用泵浦强度所限制。注意到输出功率与泵浦能量的曲线在工作范围内保持线性函数，且初始斜度效率可以由提高泵浦的效率或减少光路中的连接损失来提高。当调节萨格纳克环中的偏振控制器时，会产生不可避免的偏振的变化，这不同的状态会产生相差极大的输出功率。
如图4所示，是本实施例在射频分析仪测得的单纵模频率图，单纵模运作已通过频谱分析仪得到证实。通过调节偏振控制器的偏振，其他的峰就从射频仪的屏幕上消失了，而只剩下的一个峰。因为没有其他相关的拍频被观察到，结果清晰地说明激光器是工作在单纵模状态下的。
本实施例通过在环形腔中使用两个萨格纳克环形滤波器设计了一种单纵模高功率全光纤环形激光器，单纵模由利用无抽运的掺铒光纤14作为可饱和吸收体来实现。本实施例能够得到输出功率大约为360mW，波长为1.564μm的单纵模激光，并且得到超过40dB的信噪比的输出，可以满足实验以及工程上的要求。

Claims (10)

1.一种基于双萨格纳克环滤波器的单纵模光纤环形激光器，包括：单向隔离器、激光放大器，其特征在于，还包括：30/70耦合器、第一萨格纳克环形滤波器、第二萨格纳克环形滤波器，激光放大器的输出端经过30/70耦合器的70％端口与第一个萨格纳克环形滤波器相连，第一个萨格纳克环形滤波器与第二个萨格纳克环形滤波器串联，第二个萨格纳克环形滤波器经过单向隔离器与激光放大器的输入端相连，整个装置结构为环形结构。
2.根据权利要求1所述的基于双萨格纳克环滤波器的单纵模环形激光器，其特征是，所述激光放大器，包括：双包层铒/镱双掺杂光纤、第一多纵模二极管激光器、第二多纵模二极管激光器、第一波分复用器、第二波分复用器，第一多纵模二极管激光器和第二多纵模二极管激光器分别通过第一波分复用器、第二波分复用器与双包层铒/镱双掺杂光纤相连，组合成激光放大器。
3.根据权利要求1所述的基于双萨格纳克环滤波器的单纵模环形激光器，其特征是，所述第一萨格纳克环形滤波器，包括第一50/50耦合器、第一偏振控制器和保偏光纤，第一偏振控制器和保偏光纤连接在第一50/50耦合器的双50臂中，第一50/50耦合器的合波端与第二萨格纳克环形滤波器相连。
4.根据权利要求1所述的基于双萨格纳克环滤波器的单纵模环形激光器，其特征是，所述第二萨格纳克环形滤波器，包括第二50/50耦合器、第二偏振控制器和掺铒光纤，第二偏振控制器和掺铒光纤连接在第二50/50耦合器双50臂中，第二50/50耦合器的IN端与第一萨格纳克环形滤波器中第一50/50耦合器的合波端相连，第二50/50耦合器的合波端与单向隔离器相连。
5.根据权利要求3所述的基于双萨格纳克环滤波器的单纵模环形激光器，其特征是，所述第一偏振控制器，在第一萨格纳克环形滤波器中控制波长的选择。
6.根据权利要求4所述的基于双萨格纳克环滤波器的单纵模环形激光器，其特征是，所述第二偏振控制器，选择第二萨格纳克环形滤波器中的偏振态，与掺铒光纤共同实现抑制纵模。
7.根据权利要求1或4所述的基于双萨格纳克环滤波器的单纵模环形激光器，其特征是，所述掺铒光纤为无泵浦的光纤，铒离子浓度为100-ppm。
8.根据权利要求3所述的基于双萨格纳克环滤波器的单纵模环形激光器，其特征是，所述保偏光纤，其双折射率为4×10-4。
9.根据权利要求1所述的基于双萨格纳克环滤波器的单纵模环形激光器，其特征是，所述30/70耦合器的30％端口为整个装置的输出口。
10.根据权利要求1所述的基于双萨格纳克环滤波器的单纵模环形激光器，其特征是，所有连接介质均为光纤。
CNA2007100451769A 2007-08-23 2007-08-23 基于双萨格纳克环滤波器的单纵模光纤环形激光器 Pending CN101132102A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100451769A CN101132102A (zh) 2007-08-23 2007-08-23 基于双萨格纳克环滤波器的单纵模光纤环形激光器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100451769A CN101132102A (zh) 2007-08-23 2007-08-23 基于双萨格纳克环滤波器的单纵模光纤环形激光器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101132102A true CN101132102A (zh) 2008-02-27

Family

ID=39129260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007100451769A Pending CN101132102A (zh) 2007-08-23 2007-08-23 基于双萨格纳克环滤波器的单纵模光纤环形激光器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101132102A (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101907495A (zh) * 2010-07-14 2010-12-08 北京交通大学 含有长周期光纤光栅萨格奈克环的光纤光栅波长解调系统
CN102064456A (zh) * 2010-11-30 2011-05-18 中国科学院半导体研究所 用于光纤陀螺的掺铒超荧光光纤光源结构
CN102340093A (zh) * 2010-07-27 2012-02-01 清华大学 光纤锁模激光器
CN102338908A (zh) * 2010-07-22 2012-02-01 清华大学 全光纤滤波器
CN102506913A (zh) * 2011-10-28 2012-06-20 北京航空航天大学 干涉型光纤分布式扰动传感器及其扰动定位方法
CN103094820A (zh) * 2013-01-17 2013-05-08 中国科学院上海光学精密机械研究所 全光纤化两路环形激光器
CN103441415A (zh) * 2013-08-07 2013-12-11 南京大学 基于3×3微光纤耦合器的掺铒光纤激光器及制法
CN103840359A (zh) * 2014-03-25 2014-06-04 太原理工大学 一种可调谐多波长稳定窄线宽光纤激光器
CN105866711A (zh) * 2016-03-22 2016-08-17 北京信息科技大学 一种利用光纤萨格纳克干涉仪测量磁场的方法
CN107026383A (zh) * 2017-06-22 2017-08-08 吉林大学 一种波长可调谐单偏振单频环形腔光纤激光器
CN107806944A (zh) * 2017-11-03 2018-03-16 黑龙江工程学院 一种基于Sagnac干涉和环形腔衰荡光谱技术的温度传感器
CN104677286B (zh) * 2015-03-05 2018-03-20 哈尔滨工业大学 基于光纤环形激光器的四芯光纤光栅探针微尺度测量装置及方法
CN111446611A (zh) * 2020-04-17 2020-07-24 太原理工大学 非对称双Sagnac环宽调谐高光信噪比布里渊光纤激光器
CN112688149A (zh) * 2020-12-28 2021-04-20 河北大学 一种可调超窄带光纤滤波器

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101907495A (zh) * 2010-07-14 2010-12-08 北京交通大学 含有长周期光纤光栅萨格奈克环的光纤光栅波长解调系统
CN101907495B (zh) * 2010-07-14 2011-08-03 北京交通大学 含有长周期光纤光栅萨格奈克环的光纤光栅波长解调系统
CN102338908A (zh) * 2010-07-22 2012-02-01 清华大学 全光纤滤波器
CN102340093A (zh) * 2010-07-27 2012-02-01 清华大学 光纤锁模激光器
CN102064456A (zh) * 2010-11-30 2011-05-18 中国科学院半导体研究所 用于光纤陀螺的掺铒超荧光光纤光源结构
CN102064456B (zh) * 2010-11-30 2011-12-28 中国科学院半导体研究所 用于光纤陀螺的掺铒超荧光光纤光源结构
CN102506913B (zh) * 2011-10-28 2015-04-08 北京航空航天大学 干涉型光纤分布式扰动传感器及其扰动定位方法
CN102506913A (zh) * 2011-10-28 2012-06-20 北京航空航天大学 干涉型光纤分布式扰动传感器及其扰动定位方法
CN103094820A (zh) * 2013-01-17 2013-05-08 中国科学院上海光学精密机械研究所 全光纤化两路环形激光器
CN103441415A (zh) * 2013-08-07 2013-12-11 南京大学 基于3×3微光纤耦合器的掺铒光纤激光器及制法
CN103441415B (zh) * 2013-08-07 2015-09-23 南京大学 基于3×3微光纤耦合器的掺铒光纤激光器及制法
CN103840359A (zh) * 2014-03-25 2014-06-04 太原理工大学 一种可调谐多波长稳定窄线宽光纤激光器
CN103840359B (zh) * 2014-03-25 2016-05-04 太原理工大学 一种可调谐多波长稳定窄线宽光纤激光器
CN104677286B (zh) * 2015-03-05 2018-03-20 哈尔滨工业大学 基于光纤环形激光器的四芯光纤光栅探针微尺度测量装置及方法
CN105866711A (zh) * 2016-03-22 2016-08-17 北京信息科技大学 一种利用光纤萨格纳克干涉仪测量磁场的方法
CN105866711B (zh) * 2016-03-22 2018-06-19 北京信息科技大学 一种利用光纤萨格纳克干涉仪测量磁场的方法
CN107026383A (zh) * 2017-06-22 2017-08-08 吉林大学 一种波长可调谐单偏振单频环形腔光纤激光器
CN107806944A (zh) * 2017-11-03 2018-03-16 黑龙江工程学院 一种基于Sagnac干涉和环形腔衰荡光谱技术的温度传感器
CN111446611A (zh) * 2020-04-17 2020-07-24 太原理工大学 非对称双Sagnac环宽调谐高光信噪比布里渊光纤激光器
CN112688149A (zh) * 2020-12-28 2021-04-20 河北大学 一种可调超窄带光纤滤波器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101132102A (zh) 基于双萨格纳克环滤波器的单纵模光纤环形激光器
Nakazawa et al. Efficient Er3+‐doped optical fiber amplifier pumped by a 1.48 μm InGaAsP laser diode
CN102946041B (zh) 可调谐单偏振超窄线宽布里渊掺铒光纤激光器
CN101132103A (zh) 基于法布里-波罗谐振腔的单纵模光纤激光器
CN113675720A (zh) 一种基于带内泵浦的高效率单频掺铥光纤激光器
CN109004503A (zh) 高峰值功率耗散孤子共振锁模激光器
CN113823990A (zh) 一种短增益纤振荡放大共泵浦高功率窄线宽激光器
CN114512884B (zh) 一种在渐变折射率光纤中输出高阶模模式的方法
CN109038186A (zh) 一种平坦型铒镱共掺光纤光源
CN103904534B (zh) 基于可饱和吸收光纤的全光纤主动调q激光器
CN208707067U (zh) 高峰值功率耗散孤子共振锁模激光器
Huang et al. Multiwavelength self-seeded Brillouin-erbium fiber laser with 45-nm tunable range
CN212033420U (zh) 一种可调谐脉冲光纤激光器
Al-Mashhadani et al. Tunable multiwavelength L-band Brillouin-Erbium fiber laser utilizing passive EDF absorber section
Chen et al. Random lasing with narrow linewidth in a short Er-doped fiber
CN103401132B (zh) 一种窄线宽分布反馈光纤激光放大器
CN109167237A (zh) 抑制非线性效应的8kw窄线宽光纤激光器及其构建方法
CN203103749U (zh) 一种基于纳米管锁模的2微米波长全光纤激光器
CN116598876A (zh) 一种抑制线偏振光纤激光器受激布里渊散射的系统及方法
CN103500912B (zh) 基于受激布里渊散射的全光纤化调q光纤激光器
CN212485782U (zh) 一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器
CN105261920B (zh) 一种基于特殊相移光纤Bragg光栅控制环的低重频短脉冲光纤放大器
CN216312317U (zh) 一种单模多模共生的耗散孤子共振脉冲全光纤锁模激光器
CN217934562U (zh) 一种光纤激光器
CN215452038U (zh) 一种基于分布反馈的窄线宽光纤激光产生装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication