CN101950914A - 波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器 - Google Patents
波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101950914A CN101950914A CN 201010273825 CN201010273825A CN101950914A CN 101950914 A CN101950914 A CN 101950914A CN 201010273825 CN201010273825 CN 201010273825 CN 201010273825 A CN201010273825 A CN 201010273825A CN 101950914 A CN101950914 A CN 101950914A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat sink
- longitudinal mode
- laser
- single longitudinal
- division multiplexer
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 abstract 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 abstract 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 4
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 235000012149 noodles Nutrition 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
一种波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器，构成为相移光纤光栅用紫外硅胶固定在V型铝槽的底部，该V型铝槽用导热硅胶粘附在热沉板上，该热沉板通过导热材料紧密地置于半导体制冷片上，该半导体制冷片的下表面通过一层导热材料与散热片紧密接触，所述的半导体制冷片的正负端通过导线接在线性电源上，所述的相移光纤光栅的一端与980/1030波分复用器的合波端口连接，该波分复用器的980端口连接半导体激光器的尾纤，所述波分复用器的1030端口连接斜面的光纤跳线头，所述相移光纤光栅另一端接光纤隔离器，所述的热沉板和V型铝槽与空气的接触面均用绝热棉覆盖。本发明激光器具有波长可调谐、单纵模稳定输出和小型化的特点。
Description
技术领域
本发明涉及光纤激光器，特别是一种波长可调谐的单纵模分布反馈光纤激光器，可用于重复频率惯性聚变能源(IFE)驱动器前端系统的主振荡器。
背景技术
目前基于掺镱介质的激光二极管抽运的固体激光器具有高效率、高可靠性以及激光二极管抽运源的长寿命等优点，可以实现重复频率运行以及较低的热产额，成为惯性聚变能源(IFE)驱动器研究的重要技术途径。
在目前研究的掺镱激光材料中，由于低温状态工作波长1030nm掺镱钇铝石榴石晶体具有良好的光谱性能、优异的光学、热力学和机械性能而使其成为研究最多的激光增益介质。
分布反馈光纤激光器(DFB)利用掺杂光纤的光敏特性，通过紫外光干涉条纹的照射，在掺镱石英光纤上直接刻写相移光纤光栅，靠内部光栅进行光反馈和波长选择，实现激光器的单纵模输出，分布反馈光纤激光器由于其线宽窄、单纵模特性好等特点，使得DFB激光器在光通信、惯性约束聚变前端系统得到广泛的应用。
由于环境温度的变化会引起分布反馈光纤激光器波长的漂移，使之不能稳定工作。一般长时间工作的光纤激光器中的相移光栅要通过温度控制使温度保持稳定。传统的水箱循环水冷却装置体积庞大，不利于光纤激光器的小型化，且温度调谐速度慢。
发明内容
本发明解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种波长可调谐的单纵模分布反馈光纤激光器，该激光器能克服环境温度变化对激光输出波长的影响，该光纤激光器既有一定的波长调谐范围，又能在某波长下实现稳定的激光输出。
本发明的技术解决方案如下：
一种波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器，包括一段相移光纤光栅，其特点在于，所述的相移光纤光栅用紫外硅胶固定在V型铝槽的底部，该V型铝槽用导热硅胶粘附在热沉板上，该热沉板通过导热材料紧密地置于半导体制冷片上，该半导体制冷片的下表面通过一层导热材料与散热片紧密接触，所述的半导体制冷片的正负端通过导线接在线性电源上，所述的相移光纤光栅的一端与980/1030波分复用器的合波端口连接，所述波分复用器的980端口连接半导体激光器的尾纤，所述波分复用器的1030端口连接斜面的光纤跳线头，所述相移光纤光栅另一端接光纤隔离器构成光纤激光器的输出端，所述的热沉板和V型铝槽与空气的接触面均用绝热棉覆盖。
所述热沉板为紫铜板。
所述导热材料为铟膜。
所述波分复用器1030端口连接斜面的光纤跳线头，防止此端面产生反射，影响输出稳定性。
工作时通过线性电源输出电压，控制半导体制冷片电流大小，从而设置半导体制冷片加热或制冷温度。
本发明的优点是：
1、本发明使用可塑性好、导热性好的铟膜作为热沉、半导体制冷片和散热片之间接触面的填充材料，避免接触面的间隙影响导热速率。
2、所述的热沉板和V型铝槽与空气的接触面均用绝热棉覆盖，防止低温工作时，空气中水分在冷面上凝结，带走热量，影响制冷效果。
3、本发明采用半导体制冷片的温控装置，具有小型化、温度调谐速度快的优点。
实验表明：本发明装置经8小时连续观测，相移光纤光栅的温控精度±0.1℃，温度调谐范围5℃-35℃，光纤激光器在此温度范围内工作时，利用固定的F-P干涉仪，检测输出，激光器一直保持单纵模输出，没有观察到模式的跳变，波长稳定精度为10pm。在此温度范围内，光纤激光器输出波长的温度调谐率为0.02nm/℃。
本发明波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器具有波长可调谐、单纵模输出稳定和小型化的特点。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图
图2是激光器输出通过固定F-P干涉仪，得到的单纵模干涉图
图3是激光器调谐过程输出光谱图
图中：
1-散热片，2-半导体制冷片，3-热沉板，4-V型铝槽，5-线性电源，6-光纤隔离器，7-波分复用器，8-相移光纤光栅，9-铟膜，10-斜面的光纤跳线头，11-半导体激光器，12-导线
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
请参见图1，图1是本发明实施例的结构示意图，由图可见，本发明波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器，包括一段相移光纤光栅8，其特征在于，所述的相移光纤光栅8用紫外硅胶固定在V型铝槽4的底部，该V型铝槽4用导热硅胶粘附在热沉板3上，该热沉板3通过导热材料9紧密地置于半导体制冷片2上，该半导体制冷片2的下表面通过一层导热材料9与散热片1紧密接触，所述的半导体制冷片2的正负端通过导线12接在线性电源5上，所述的相移光纤光栅8一端与980/1030波分复用器7的合波端口连接，所述波分复用器的980端口连接半导体激光器11的尾纤，所述波分复用器的1030端口连接斜面的光纤跳线头10，所述相移光纤光栅8另一端经光纤隔离器6构成光纤激光器的输出端，所述的热沉板3和V型铝槽4与空气的接触面均用绝热棉覆盖。
本实施例中，所述的相移光纤光栅8为一段5cm长的相移光纤光栅构成分布反馈光纤激光器，所述热沉板3为紫铜板。导热材料9是铟膜，通过加应力使得所述的热沉板3，铟膜9，半导体制冷片2三者紧密接触，
所述波分复用器1030端口连接斜面的光纤跳线头10，防止此端面产生反射，影响输出稳定性。
通过调节线性电源5的输出，控制半导体制冷片2电流大小，以设置半导体制冷片的温度。实验表明，本发明半导体制冷片的温度调谐范围5℃-35℃，温控精度±0.1℃，光纤激光器在此温度范围内工作时，利用固定的F-P干涉仪，检测激光器输出，激光器一直保持单纵模输出，没有观察到模式的跳变，如图2所示。在此温度范围内，在此温度范围内，光纤激光器输出波长的温度调谐率为0.02nm/℃。光纤激光器输出波长可从1029.9nm调谐运行至1030.6nm。图3是激光器调谐过程中光谱仪记录的输出光谱。
Claims (3)
1.一种波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器，包括一段相移光纤光栅(8)，其特征在于，所述的相移光纤光栅(8)用紫外硅胶固定在V型铝槽(4)的底部，该V型铝槽(4)用导热硅胶粘附在热沉板(3)上，该热沉板(3)通过导热材料(9)紧密地置于半导体制冷片(2)上，该半导体制冷片(2)的下表面通过一层导热材料9与散热片(1)紧密接触，所述的半导体制冷片(2)的正负端通过导线(12)接在线性电源(5)上，所述的相移光纤光栅(8)一端与980/1030波分复用器(7)的合波端口连接，所述波分复用器的980端口连接半导体激光器(11)的尾纤，所述波分复用器的1030端口连接斜面的光纤跳线头(10)，所述相移光纤光栅(8)另一端接光纤隔离器(6)构成光纤激光器的输出端，所述的热沉板(3)和V型铝槽(4)与空气的接触面均用绝热棉覆盖。
2.根据权利要求1所述的波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器，其特征在于所述热沉板(3)为紫铜板。
3.根据权利要求1所述的波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器，其特征在于所述导热材料(9)为铟膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102738252A CN101950914B (zh) | 2010-09-06 | 2010-09-06 | 波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102738252A CN101950914B (zh) | 2010-09-06 | 2010-09-06 | 波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101950914A true CN101950914A (zh) | 2011-01-19 |
| CN101950914B CN101950914B (zh) | 2011-12-14 |
Family
ID=43454316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102738252A Active CN101950914B (zh) | 2010-09-06 | 2010-09-06 | 波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101950914B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102354898A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-02-15 | 华南理工大学 | 一种单频光纤激光器模块 |
| CN103246025A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-08-14 | 纽敦光电科技（上海）有限公司 | 一种应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构 |
| CN104517375A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-15 | 北京航天易联科技发展有限公司 | 一种两通道嵌入式安防装置 |
| CN107658685A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-02-02 | 南京理工大学 | 一种1微米单频光纤激光器 |
| CN110082855A (zh) * | 2018-01-26 | 2019-08-02 | 福州高意光学有限公司 | 一种用于多光纤光栅连续刻写及在线测试的装置与方法 |
| CN110186591A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-30 | 珠海西默电气股份有限公司 | 基于人工智能的分布式光纤探测系统 |
| CN110690644A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-14 | 北京航天易联科技发展有限公司 | 一种具有稳定输出的dfb激光器装置 |
| CN112097900A (zh) * | 2020-11-10 | 2020-12-18 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种高能激光光束质量测试方法及测试系统 |
| CN114284845A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-05 | 上海频准激光科技有限公司 | 一种单频分布反馈光纤单元激光装置及其波长调谐方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5892781A (en) * | 1997-09-02 | 1999-04-06 | E-Tek Dynamics, Inc. | High output fiber amplifier/lasers for fiberoptic networks |
| US6018534A (en) * | 1998-07-13 | 2000-01-25 | E-Tek Dynamics, Inc. | Fiber bragg grating DFB-DBR interactive laser and related fiber laser sources |
| JP2004056019A (ja) * | 2002-07-23 | 2004-02-19 | Photonixnet Corp | 光源及び光増幅器 |
| CN1710760A (zh) * | 2005-06-22 | 2005-12-21 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 分布反馈单纵模光纤激光器 |
| CN2800596Y (zh) * | 2005-06-22 | 2006-07-26 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 分布反馈单纵模光纤激光器 |
-
2010
- 2010-09-06 CN CN2010102738252A patent/CN101950914B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5892781A (en) * | 1997-09-02 | 1999-04-06 | E-Tek Dynamics, Inc. | High output fiber amplifier/lasers for fiberoptic networks |
| US6018534A (en) * | 1998-07-13 | 2000-01-25 | E-Tek Dynamics, Inc. | Fiber bragg grating DFB-DBR interactive laser and related fiber laser sources |
| JP2004056019A (ja) * | 2002-07-23 | 2004-02-19 | Photonixnet Corp | 光源及び光増幅器 |
| CN1710760A (zh) * | 2005-06-22 | 2005-12-21 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 分布反馈单纵模光纤激光器 |
| CN2800596Y (zh) * | 2005-06-22 | 2006-07-26 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 分布反馈单纵模光纤激光器 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102354898A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-02-15 | 华南理工大学 | 一种单频光纤激光器模块 |
| CN102354898B (zh) * | 2011-09-21 | 2013-02-13 | 华南理工大学 | 一种单频光纤激光器模块 |
| CN103246025A (zh) * | 2013-05-23 | 2013-08-14 | 纽敦光电科技（上海）有限公司 | 一种应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构 |
| CN103246025B (zh) * | 2013-05-23 | 2016-03-16 | 纽敦光电科技（上海）有限公司 | 一种应用于高功率激光光纤耦合的光纤装夹结构 |
| CN104517375A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-15 | 北京航天易联科技发展有限公司 | 一种两通道嵌入式安防装置 |
| CN107658685A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-02-02 | 南京理工大学 | 一种1微米单频光纤激光器 |
| CN110082855A (zh) * | 2018-01-26 | 2019-08-02 | 福州高意光学有限公司 | 一种用于多光纤光栅连续刻写及在线测试的装置与方法 |
| CN110186591A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-08-30 | 珠海西默电气股份有限公司 | 基于人工智能的分布式光纤探测系统 |
| CN110690644A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-14 | 北京航天易联科技发展有限公司 | 一种具有稳定输出的dfb激光器装置 |
| CN112097900A (zh) * | 2020-11-10 | 2020-12-18 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种高能激光光束质量测试方法及测试系统 |
| CN112097900B (zh) * | 2020-11-10 | 2021-04-20 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种高能激光光束质量测试方法及测试系统 |
| CN114284845A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-05 | 上海频准激光科技有限公司 | 一种单频分布反馈光纤单元激光装置及其波长调谐方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101950914B (zh) | 2011-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101950914B (zh) | 波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器 | |
| CN203324572U (zh) | 一种热调谐光滤波器 | |
| US8971359B2 (en) | Temperature control of a fiber laser system | |
| CN1322641C (zh) | 分布反馈单纵模光纤激光器 | |
| CN103490273A (zh) | 一种高功率光纤传输系统 | |
| US3679999A (en) | Laser cooling method and apparatus | |
| CN201270374Y (zh) | 一种半导体光纤耦合泵浦的红外固体激光器 | |
| CN102646920A (zh) | 种子光注入的腔内倍频532nm单纵模激光器 | |
| CN106451057A (zh) | 一种to结构的低成本可调激光器 | |
| JP2007328012A (ja) | ファイバブラッググレーティング装置 | |
| CN107196181A (zh) | 一种无耦合系统的C‑mount封装半导体激光泵浦低阈值微片激光器及其控制方法 | |
| Yao et al. | Diode pumped operation of Tm, Ho: YAP microchip laser | |
| CN102185246B (zh) | 一种单频光纤激光谐振腔 | |
| CN210321776U (zh) | 一种光纤光栅光源系统 | |
| CN112909733A (zh) | 一种光纤半导体激光器两级温控耦合装置 | |
| CN101640371A (zh) | 一种高功率微片激光器 | |
| CN101562307A (zh) | 1054nm泵浦分束阵列式掺镱光纤放大器 | |
| CN105207045A (zh) | 一种片状激光放大器的热畸变补偿装置 | |
| CN103605184B (zh) | 千瓦级高隔离度在线型光隔离器 | |
| CN102638002A (zh) | 一种低功耗固体激光器 | |
| RU180913U1 (ru) | Модуль лазера с боковой диодной накачкой | |
| CN208349620U (zh) | 光学元件组件及其温度控制装置 | |
| CN220874006U (zh) | 一种ppln波导器件及其光纤散热结构 | |
| CN215641960U (zh) | 一种光模块 | |
| Wang et al. | Narrow-linewidth hybrid waveguide/fiber laser at 1535 nm |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |