CN101950914B - 波长可调谐单纵模分布反馈光纤激光器 - Google Patents
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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。
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