CN101777722B - 一种双波长单纵模光纤激光器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种产生双波长单纵模光纤激光器的产生装置及工作方法，它通过对取样光栅参数进行设计达到双峰滤波的效果，利用两个参数完全相同的取样光栅作为腔镜构成光纤激光器谐振腔，将取样光栅对间隔一定距离刻写在掺杂光纤上，利用掺杂光纤作为激光器的激励物质使通过取样光栅滤得的光波得到放大，最后得到双波长单纵模激光输出。本发明的优越性在于：(1)本发明是在高浓度掺杂光纤(4)上刻写取样光栅对构成短激光腔的，因而其体积小；(2)本发明使用器件少，外界影响影响因素少，插入损耗低；(3)本发明还可通过设计取样光栅对的参数而等到可调谐的双波长激光，因而灵活性强。

Description

一种双波长单纵模光纤激光器及其工作方法

(一)技术领域：

本发明属于光纤光栅和光纤激光器领域，特别涉及一种双波长单纵模光纤激光器及其工作方法。

(二)背景技术：

随着光纤技术的迅猛发展，双波长光纤激光器有着广泛应用。高重复频率超短光脉冲序列及微波射频信号的产生都需要稳定的双波长单纵模光纤激光器作为光源。双波长光纤激光器通常采用线性腔或环形腔结构，用掺铒或铒镱共掺光纤作为增益物质，并均是通过光纤光栅滤波技术等到双波长输出的。取样光纤光栅是折射率沿光纤光栅方向被一个取样函数周期性调制的光纤Bragg光栅，其平均折射率，折射率调制深度、光栅周期及取样长度和取样周期直接影响其滤波频谱的特性。在光波分复用系统中的多波长光纤激光器通常是用取样光栅进行多波长滤波。

(三)发明内容：

本发明的目的是提供一种产生双波长单纵模光纤激光器的产生装置及工作方法，它通过对取样光栅参数进行设计达到双峰滤波的效果，利用两个参数完全相同的取样光栅作为腔镜构成光纤激光器谐振腔，将取样光栅对间隔一定距离刻写在掺杂光纤上，利用掺杂光纤作为激光器的激励物质使通过取样光栅滤得的光波得到放大，最后得到双波长单纵模激光输出。

本发明的技术解决方案：一种双波长单纵模光纤激光器(见图1)，包括泵浦源(1)、隔离器(2)、激光器腔结构(3)、掺杂光纤(4)，泵浦源的输出端与隔离器一端口(2-1)相连接；隔离器另一端口(2-2)与激光器腔结构(3)的一端相连接；激光器腔结构(3)的另一端为该激光器的输出端，其特征在于将具有双峰滤波特性的取样光栅间隔一定距离刻写在掺杂光纤(4)上构成取样光栅对，形成激光器谐振腔结构。

上述所说的取样光栅为双波长单纵模光纤激光器谐振腔的腔镜，由一个长度为L₁均匀光栅和一个长度为L₂的无光栅光纤交替分布构成一个取样光栅，即L₁L₂L₁L₂……L₂L₁L₂L₁(见图2)，其首尾均为均匀光栅部分，其中L₂无光栅光纤的等效相移为π相移，L₁均匀光栅的等效相移不受限制，M个取样周期的取样光栅可等效为N个π相移的相移光栅，N＝M-1。

上述所说的取样光栅对形成的激光器腔结构(3)，是在掺杂光纤(4)上刻写两个上述取样光栅，并在两个取样光栅之间引入0相移量构成的取样光栅对；取样光栅对是在两个参数完全相同的取样光栅(3-1)与(3-2)中间引入0相移量形成的，其相移分布量要满足…πππππ0πππππ…的结构(见图3)，取样光栅对根据中间间隔长度有不同结构方式。

上述所说的取样光栅对根据中间间隔长度具有的不同结构方式可包括如下两种结构方式，结构I其0相移量为等效相移量，由一段无光栅光纤等效而成，其相移量为2π的m倍，m＝1，2，3…；结构II其0相移量为绝对0相移量，其相移量为2π的m倍，m＝0。

上述所说的取样光栅对中的结构I(见图4)的具体结构是：由参数完全相同的上述两个取样光栅相隔一定的距离L₀构成取样光栅对，即L₁L₂L₁L₂……L₂L₁L₂L₁L₀L₁L₂L₁L₂……L₂L₁L₂L₁，其中L₁为均匀光栅的长度；L₂无光栅光纤的长度，等效于在光栅之间引入一个π相移；L₀为取样光栅对的间距，为一段无光栅光纤的长度，等效于在光栅对之间引入0相移。

上述所说的取样光栅对中的结构II(见图5)的具体结构是：由参数完全相同的上述两个取样光栅间距为零构成取样光栅对，即L₁L₂L₁L₂……L₂L₁L₂L₁ΦL₁L₂L₁L₂……L₂L₁L₂L₁，其中L₁为均匀光栅的长度；L₂无光栅光纤的长度，等效于在光栅之间引入一个π相移；两取样光栅的间距为零，其等效Φ为0相移。

上述所说的取样光栅中无光栅光纤等效π相移指相移量为π的奇数倍，其相移量由公式4πn_effL₂/λ决定，n_eff是有效折射率，L₂是无光栅光纤的长度，λ是激光器中振荡波长；取样光栅对中间间隔无光栅光纤等效0相移指相移量为π的偶数倍，其相移量由公式4πn_effL₀/λ决定，n_eff是有效折射率，L₀是无光栅光纤的长度，λ是激光器中振荡波长。

上述所说的泵浦源(1)选择半导体激光器，波长可以为980nm或1480nm。

上述所说的隔离器(2)可以选择980nm隔离器或光波分复用器WDM。

上述所说的掺杂光纤(4)可以选择掺铒光纤或铒镱共掺光纤。

一种上述双波长单纵模光纤激光器的工作方法，其特征在于有以下步骤：

(1)将取样光栅对刻写在掺杂光纤上，并连接双波长单纵模光纤激光器的系统结构，泵浦源输出的泵浦光经过隔离器后输入到由取样光栅对构成的激光器腔结构中，隔离器阻止激光器腔结构中产生的激光输入到泵浦源上，保护泵浦源不受激光影响；

(2)掺杂光纤在泵浦源输出的泵浦光作用下实现粒子数反转，为激光器提供增益，掺杂光纤上的取样光栅具有双峰滤波特性，由其作为激光器谐振腔腔镜，对激光器腔内存在的光波加以选频使得激光器输出两个波长激光；

(3)刻写在掺杂光纤取样光栅对构成激光器的谐振腔对由取样光栅滤波得到的光波进行振荡产生激光，调整两取样光栅的间距形成短腔激光器谐振腔，在取样光栅的双峰滤波带宽内分别只有一个激光器纵模存在，使输出的激光器的两个波长均为单纵模；

(4)当激光器谐振腔内的增益大于损耗时，激光器起振；当泵浦光大于激光器的阈值时，输出双波长单纵模激光。

上述步骤(2)中所说的取样光栅的双峰滤波特性实现过程为：首先在两段均匀光栅之间引入一段等效相移为π的无光栅光纤使布拉格光栅反射峰分裂成为两个反射峰，两段均匀光栅中间的无光栅光纤的长度直接影响在布拉格光栅反射峰带宽中存在反射峰的数量，调整占空比保证一个布拉格反射峰只被分裂成两个反射峰。但此时其反射峰值较低，再通过取样光栅的周期结构使双峰峰值变高而得到具有较高反射率的双峰滤波特性。

上述步骤(2)中所说的取样光栅具有的双峰滤波特性，其双峰滤波特性得到的双峰反射谱结构由光纤的平均折射率、折射率变化、调制深度、光栅周期、取样长度、取样周期和占空比共同决定的，光纤的平均折射率由所选光纤决定；折射率变化、光栅周期、取样长度、取样周期和占空比由光栅的设计和制作工艺决定；占空比即取样长度与取样周期的比值，对于在平均折射率为1.46、折射率变化为0.0001、调制深度为1、光栅周期为530.47nm、取样长度为4000倍光栅周期，无光栅部分等效相移为π相移，取样周期为10的条件下，占空比为0.7∽0.8时取样光栅具有双峰滤波特性。

上述步骤(2)所说取样光栅的双峰滤波特性中的双峰间距与取样光栅的取样周期(L₁+L₂)有关，双峰间距Δf由公式

$\mathrm{\Δf}=\frac{1}{2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{eff}}(L_1+L_2)}$

决定，其中Δf为双峰频率间距、n_eff为有效折射率。

上述步骤(2)所说取样光栅对能在取样光栅双峰滤波特性得到的双反射峰中分别打开窄带透射窗口，透射窗口对应存在谐振腔内的激光模式，调整取样光栅对中两取样光栅的间距保证在双反射峰的每个反射峰中只存在一个透射窗口，确保激光器输出单纵模激光。

上述步骤(1)所说的取样光栅对是在掺杂光纤(4)上一次性写入，刻写方法可以采用逐点写入法、紫外光干涉写入法和相位掩膜写入法。

上述步骤(4)所说双波长单纵模激光的输出是由谐振腔反射镜的反射谱、激励物质的增益谱及可在谐振腔中存在光波的模式所决定。

本发明的工作原理在于：根据取样光栅及平行板原理，取样光栅中无光栅光纤部分等效π相移及其占空比的恰当调整，使取样光栅的反射谱中具有双峰结构。双峰间距由取样光栅的取样周期长度决定，对取样周期的变化可实现取样光栅双波长的波长调谐。在两个上述取样光栅之间引入一个0相移结构，其可为无光栅结构光纤等效0相移亦可为绝对0相移量。根据相移光栅理论在此引入的0相移会形成π相移变化，致使在取样光栅的双反射峰中分别打开透射窗口，形成窄带透射峰。这些透射峰对应与激光的振荡模式，若要实现单纵模激光输出就要是每个反射峰中只存在一个透射窗口。在一个反射峰中可存在的透射峰数目与两取样光栅的间隔距离有关，通过调整此间距在每个反射峰中只存在一个透射峰实现单纵模激光。

根据激光器原理可知，激光的输出是由谐振腔反射镜的反射谱、激励物质的增益普及可在谐振腔中存在光波的模式所决定。在本发明中，单个取样光栅的反射谱为腔镜的反射谱、掺杂光纤(4)的增益谱为激励物质的增益谱和取样光栅对决定了可在谐振腔中可振荡的模式。

本发明的优越性在于：(1)本发明是在高浓度掺杂光纤(4)上刻写取样光栅对构成短激光腔的，因而其体积小；(2)本发明使用器件少，外界影响影响因素少，插入损耗低；(3)本发明还可通过设计取样光栅对的参数而等到可调谐的双波长激光，因而灵活性强。

(四)附图说明：

图1为本发明所涉一种双波长单纵模光纤激光器的结构示意图，其中1-泵浦源，2-隔离器，3-激光器腔结构，4-掺杂光纤，2-1和2-2为隔离器的输入端口和输出端口，3-1和3-2均为取样光栅。

图2为系统结构图1中取样光栅结构及相移量分布示意图，π代表相移等效相移量，其中3-1-1/3-2-1为取样光栅的取样周期；3-1-2/3-2-2为取样光栅的取样；L₁为取样光栅中均匀光栅；L₂为取样光栅中无光栅光纤，其等效相移为π相移。

图3为本发明光纤激光器的取样光栅对的相移量分布示意图，3-1和3-2均为取样光栅，整个取样光栅对是参数完全相同的两个取样光栅间隔0相移刻写在高掺杂光纤(4)上而构成的，其中横向是光传播方向，纵向是折射率调制方向，π和0代表相移等效相移量。

图4为取样光栅对结构I结构示意图，其中3-1和3-2均为取样光栅；L₁为取样光栅中均匀光栅；L₂为取样光栅中无光栅光纤，其等效相移为π相移；L₀为取样光栅对中间间隔无光栅部分，其等效相移为0相移。

图5为取样光栅对结构II结构示意图，其中3-1和3-2均为取样光栅；L₁为取样光栅中均匀光栅；L₂为取样光栅中无光栅光纤，其等效相移为π相移；Φ为取样光栅对中间间隔为零长度等效的0相移。

图6为实例I中取样光栅对结构I的单个取样光栅的反射谱，横轴为波长，纵轴为透射率。

图7为实例I中取样光栅对结构I的透射谱，横轴为波长，纵轴为透射率。

图8为实例I中由取样光栅对结构I构成的光纤激光器输出的双波长频谱，横轴为波长，纵轴为透射率。

图9为实例II中取样光栅对结构I的单个取样光栅的反射谱，横轴为波长，纵轴为透射率。

图10为实例II中取样光栅对结构I的透射谱，横轴为波长，纵轴为透射率。

图11为实例II中由取样光栅对结构I构成的光纤激光器输出的双波长频谱，横轴为波长，纵轴为透射率。

图12为实例III中取样光栅对结构II的单个取样光栅的反射谱，横轴为波长，纵轴为透射率。

图13为实例III中取样光栅对结构II的透射谱，横轴为波长，纵轴为透射率。

图14为实例III中由取样光栅对结构II构成的光纤激光器输出的双波长频谱，横轴为波长，纵轴为透射率。

(五)具体实施方式：

实施例：本发明光纤激光器是由980nm泵浦源(1)、980nm/C波段光波分复用器(即WDM)(2)及在铒镱共掺光纤(4)上形成的激光器腔结构(3)所构成(见图1)，图中，泵浦源(1)提供980nm连续泵浦光；WDM(2)起到对1550nm和980nm的光波耦合与分束的作用，并对产生的激光器起隔离作用；取样光栅对是在铒镱共掺光纤上刻写的，不仅作为了谐振腔而且起到了选频作用；光谱仪用于观察光纤激光器输出双波长的频谱。

取样光栅对是由参数完全相同的两个取样光栅(3-1)与(3-2)相隔一定距离放置构成的。每个取样光栅均为均匀取样光栅，取样光栅由10个取样周期组成，每个取样周期由均匀光栅部分和无光栅光纤部分构成，其占空比为0.75。两个取样光栅中间间隔为等效0相移的无光栅光纤或绝对0相移结构分别见图4和图5。

一种上述双波长单纵模光纤激光器的工作方法，其特征在于有以下步骤：

(1)将取样光栅(3-1)与(3-2)构成的取样光栅对刻写在掺杂光纤(4)上，并连接双波长单纵模光纤激光器的系统结构(见图1)，泵浦源(1)输出的泵浦光经过隔离器(2)后输入到由取样光栅(3-1)与(3-2)构成的激光器腔结构(3)中，隔离器(2)阻止激光器腔结构(3)中产生的激光输入到泵浦源(1)上，保护泵浦源不受激光影响；

(2)掺杂光纤(4)在泵浦源(1)输出的泵浦光作用下实现粒子数反转，为激光器提供增益，掺杂光纤(4)上的取样光栅具有双峰滤波特性，由其作为激光器谐振腔腔镜，对激光器腔内存在的光波加以选频使得激光器输出两个波长激光；

(3)刻写在掺杂光纤(4)取样光栅对构成激光器的谐振腔对由取样光栅滤波得到的光波进行振荡产生激光，调整两取样光栅的间距形成短腔激光器谐振腔，在取样光栅的双峰滤波带宽内分别只有一个激光器纵模存在，使输出的激光器的两个波长均为单纵模；

(4)当激光器谐振腔内的增益大于损耗时，激光器起振；当泵浦光大于激光器的阈值时，输出双波长单纵模激光。

上述步骤(2)中所说的取样光栅的双峰滤波特性实现过程为：首先在两段均匀光栅之间引入一段等效相移为π的无光栅光纤使布拉格光栅反射峰分裂成为两个反射峰，两段均匀光栅中间的无光栅光纤的长度直接影响在布拉格光栅反射峰带宽中存在反射峰的数量，调整占空比保证一个布拉格反射峰只被分裂成两个反射峰。但此时其反射峰值较低，再通过取样光栅的周期结构使双峰峰值变高而得到具有较高反射率的双峰滤波特性。

上述步骤(2)中所说的取样光栅具有的双峰滤波特性，其双峰滤波特性得到的双峰反射谱结构由光纤的平均折射率、折射率变化、调制深度、光栅周期、取样长度、取样周期和占空比共同决定的，光纤的平均折射率由所选光纤决定；折射率变化、光栅周期、取样长度、取样周期和占空比由光栅的设计和制作工艺决定；占空比即取样长度与取样周期的比值，对于在平均折射率为1.46、折射率变化为0.0001、调制深度为1、光栅周期为530.47nm、取样长度为4000倍光栅周期，无光栅部分等效相移为π相移，取样周期为10的条件下，占空比为0.7∽0.8时取样光栅具有双峰滤波特性。

上述步骤(2)所说取样光栅的双峰滤波特性中的双峰间距与取样光栅的取样周期(L₁+L₂)有关，双峰间距Δf由公式

$\mathrm{\Δf}=\frac{1}{2\mathrm{\π}{n}_{\mathrm{eff}}(L_1+L_2)}$

决定，其中Δf为双峰频率间距、n_eff为有效折射率。

上述步骤(2)所说取样光栅对能在取样光栅双峰滤波特性得到的双反射峰中分别打开窄带透射窗口，透射窗口对应存在谐振腔内的激光模式，调整取样光栅对中两取样光栅的间距保证在双反射峰的每个反射峰中只存在一个透射窗口，确保激光器输出单纵模激光。

上述步骤(1)所说的取样光栅对是在掺杂光纤(4)上一次性写入，刻写方法可以采用逐点写入法、紫外光干涉写入法和相位掩膜写入法。

上述步骤(4)所说双波长单纵模激光的输出是由谐振腔反射镜的反射谱、激励物质的增益谱及可在谐振腔中存在光波的模式所决定。

实施例1是本实验结构的一种模型，取样光栅结构为结构I(见附图4)。980nm连续泵浦光(1)从WDM(2)的980nm端口输入，泵浦光(1)通过WDM(2)传输到其980nm/1550nm端口输出并进入刻写了取样光栅对的铒镱共掺光纤(4)上，铒镱共掺光纤(4)末端焊接了FC/PC接头并连接到光谱仪。其中刻写在铒镱共掺光纤(4)上的取样光栅参数为：光栅周期为530.47nm，有效折射率为1.46，取样周期为4001个光栅周期，取样长度为3000.5个光栅周期，10个取样周期，两个取样光栅间隔为1000个取样周期，此取样光栅结构的相位分布图见附图4，取样光栅的反射谱见附图6，取样光栅对的透射谱见附图7，此结构的双波长激光输出频谱见图8。

实施例2是本实验结构的另一种模型，取样光栅结构为结构I(见附图4)。980nm连续泵浦光(1)从WDM(2)的980nm端口输入，泵浦光(1)通过WDM(2)传输到其980nm/1550nm端口输出并进入刻写了取样光栅对的铒镱共掺光纤(4)上，铒镱共掺光纤(4)末端焊接了FC/PC接头并连接到光谱仪。其中刻写在铒镱共掺光纤(4)上的取样光栅参数为：光栅周期为530.47nm，有效折射率为1.46，取样周期为6000.5个光栅周期，取样长度为4300个光栅周期，7个取样周期，两个取样光栅间隔为1000个取样周期，此取样光栅结构的相位分布图见附图4，取样光栅的反射谱见附图9，取样光栅对的透射谱见附图10，此结构的双波长激光输出频谱见图11。

实施例3是本实验结构的再一种模型，取样光栅结构为结构II(见附图5)。980nm连续泵浦光(1)从WDM(2)的980nm端口输入，泵浦光(1)通过WDM(2)传输到其980nm/1550nm端口输出并进入刻写了取样光栅对的铒镱共掺光纤(4)上，铒镱共掺光纤(4)末端焊接了FC/PC接头并连接到光谱仪。其中刻写在铒镱共掺光纤(4)上的取样光栅参数为：光栅周期为530.47nm，有效折射率为1.46，取样周期为4000.5个光栅周期，取样长度为3200个光栅周期，10个取样周期，两个取样光栅间无间隔连接，即两取样光栅中间间隔长度为0。此取样光栅结构的相位分布图见附图5。取样光栅的反射谱见附图12，取样光栅对的透射谱见附图13，此结构的双波长激光输出频谱见图14。

Claims (8)

1.一种双波长单纵模光纤激光器，包括泵浦源(1)、隔离器(2)、激光器腔结构(3)、掺杂光纤(4)，泵浦源的输出端与隔离器端口(2-1)相连接；隔离器另一端口(2-2)与激光器腔结构(3)的一端相连接；激光器腔结构(3)的另一端为该激光器的输出端，其特征在于将具有双峰滤波特性的取样光栅间隔一定距离刻写在掺杂光纤(4)上构成取样光栅对，形成激光器谐振腔结构；所说的取样光栅为双波长单纵模光纤激光器谐振腔的腔镜，由一个长度为L₁均匀光栅和一个长度为L₂的无光栅光纤交替分布构成一个取样光栅，即L₁L₂L₁L₂……L₂L₁L₂L₁，其首尾均为均匀光栅部分，其中L₂无光栅光纤的等效相移为π相移，L₁均匀光栅的等效相移不受限制，M个取样周期的取样光栅可等效为N个π相移的相移光栅，N＝M-1；所说的取样光栅对形成的激光器腔结构(3)，是在掺杂光纤(4)上刻写两个上述取样光栅，并在两个取样光栅之间引入0相移量构成的取样光栅对；取样光栅对是在两个参数完全相同的取样光栅(3-1、3-2)中间引入0相移量形成的，其相移分布量要满足…πππππ0πππππ…的结构，取样光栅对根据中间间隔长度有不同结构方式。

2.根据权利要求1所说的一种双波长单纵模光纤激光器，其特征在于所说的取样光栅对根据中间间隔长度具有的不同结构方式可包括如下两种结构方式：结构I其0相移量为等效相移量，由一段无光栅光纤等效而成，其相移量为2π的m倍，m＝1，2，3…，其由参数完全相同的上述两个取样光栅相隔一定的距离L₀构成取样光栅对，即L₁L₂L₁L₂……L₂L₁L₂L₁L₀L₁L₂L₁L₂……L₂L₁L₂L₁，其中L₁为均匀光栅的长度，L₂无光栅光纤的长度，等效于在光栅之间引入一个π相移，L₀为取样光栅对的间距，为一段无光栅光纤的长度，等效于在光栅对之间引入0相移；结构II其0相移量为绝对0相移量，其相移量为2π的m倍，m＝0，由参数完全相同的上述两个取样光栅间距为零构成取样光栅对，即L₁L₂L₁L₂……L₂L₁L₂L₁ΦL₁L₂L₁L₂……L₂L₁L₂L₁，其中L₁为均匀光栅的长度，L₂无光栅光纤的长度，等效于在光栅之间引入一个π相移，两取样光栅的间距为零，其等效Φ为0相移。

3.根据权利要求2所说的一种双波长单纵模光纤激光器，其特征在于取样光栅中无光栅光纤等效π相移指相移量为π的奇数倍，其相移量由公式4πn_effL₂/λ决定，n_eff是有效折射率，L₂是无光栅光纤的长度，λ是激光器中振荡波长；取样光栅对中间间隔无光栅光纤等效0相移指相移量为π的偶数倍，其相移量由公式4πn_effL₀/λ决定，n_eff是有效折射率，L₀是取样光栅对的间距，λ是激光器中振荡波长。

4.根据权利要求1所说的一种双波长单纵模光纤激光器，其特征在于所说的泵浦源(1)选择半导体激光器，波长为980nm或1480nm；所说的隔离器(2)选择980nm隔离器或光波分复用器WDM；所说的掺杂光纤(4)选择掺铒光纤或铒镱共掺光纤。

5.一种上述任意一项权利要求中的双波长单纵模光纤激光器的工作方法，其特征在于有以下步骤：

(1)将两个参数完全相同的取样光栅(3-1、3-2)构成的取样光栅对刻写在掺杂光纤(4)上，并连接双波长单纵模光纤激光器的系统结构，泵浦源(1)输出的泵浦光经过隔离器(2)后输入到由两个参数完全相同的取样光栅(3-1、3-2)构成的激光器腔结构(3)中，隔离器(2)阻止激光器腔结构(3)中产生的激光输入到泵浦源(1)上，保护泵浦源不受激光影响；

(2)掺杂光纤(4)在泵浦源(1)输出的泵浦光作用下实现粒子数反转，为激光器提供增益，掺杂光纤(4)上的取样光栅具有双峰滤波特性，由其作为激光器谐振腔腔镜，对激光器腔内存在的光波加以选频使得激光器输出两个波长激光；

(3)刻写在掺杂光纤(4)取样光栅对构成激光器的谐振腔对由取样光栅滤波得到的光波进行振荡产生激光，调整两取样光栅的间距形成短腔激光器谐振腔，在取样光栅的双峰滤波带宽内分别只有一个激光器纵模存在，使输出的激光器的两个波长均为单纵模；

(4)当激光器谐振腔内的增益大于损耗时，激光器起振；当泵浦光大于激光器的阈值时，输出双波长单纵模激光。

6.根据权利要求5所说的一种双波长单纵模光纤激光器的工作方法，其特征在于所说的步骤(2)中取样光栅的双峰滤波特性实现过程为：首先在两段均匀光栅之间引入一段等效相移为π的无光栅光纤使布拉格光栅反射峰分裂成为两个反射峰，两段均匀光栅中间的无光栅光纤的长度直接影响在布拉格光栅反射峰带宽中存在反射峰的数量，调整占空比保证一个布拉格反射峰只被分裂成两个反射峰；但此时其反射峰值较低，再通过取样光栅的周期结构使双峰峰值变高而得到具有较高反射率的双峰滤波特性；所说的取样光栅具有的双峰滤波特性，其双峰滤波特性得到的双峰反射谱结构由光纤的平均折射率、折射率变化、调制深度、光栅周期、取样长度、取样周期和占空比共同决定的，光纤的平均折射率由所选光纤决定；折射率变化、光栅周期、取样长度、取样周期和占空比由光栅的设计和制作工艺决定；占空比即取样长度与取样周期的比值，对于在平均折射率为1.46、折射率变化为0.0001、调制深度为1、光栅周期为530.47nm、取样长度为4000倍光栅周期，无光栅部分等效相移为π相移，取样周期为10的条件下，占空比为0.7∽0.8时取样光栅具有双峰滤波特性。

7.根据权利要求5所说的一种双波长单纵模光纤激光器的工作方法，其特征在于所说的步骤(2)取样光栅的双峰滤波特性中的双峰间距与取样光栅的取样周期(L₁+L₂)有关，双峰间距Δf由公式

$\mathrm{\Δf}=\frac{1}{2{\mathrm{\πn}}_{\mathrm{eff}}(L_1+L_2)}$

决定，其中Δf为双峰频率间距、n_eff为有效折射率。

8.根据权利要求5所说的一种双波长单纵模光纤激光器的工作方法，其特征在于所说步骤(2)取样光栅对能在取样光栅双峰滤波特性得到的双反射峰中分别打开窄带透射窗口，透射窗口对应存在谐振腔内的激光模式，调整取样光栅对中两取样光栅的间距保证在双反射峰的每个反射峰中只存在一个透射窗口，确保激光器输出单纵模激光。

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