CN102227043A

CN102227043A - 基于保偏光纤环形镜的线偏振光纤激光器

Info

Publication number: CN102227043A
Application number: CN 201110120088
Authority: CN
Inventors: 张磊; 王建华; 冯衍
Original assignee: Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2011-10-26

Abstract

一种基于保偏光纤环形镜的线偏振光纤激光器，构成包括依次熔接的保偏光纤环形镜、保偏有源光纤、泵浦耦合器和保偏光纤布拉格光栅，所述的泵浦耦合器的第三端接半导体泵浦源。本发明具有结构紧凑、效率高、使用操作便捷等特点，既实现了偏振选择器件与激光腔反射镜的结合，减少了插入损耗，又免除了对光纤光栅的温度或应力的调节要求，本发明全光纤结构易于集成，大大拓展了线偏振激光的应用范围。实现了高偏振度的线偏振激光输出。

Description

基于保偏光纤环形镜的线偏振光纤激光器

技术领域

本发明涉及光纤激光器，特别是一种基于保偏光纤环形镜的线偏振光纤激光器。

背景技术

高偏振度的线偏振激光输出一直在国防、工业、科研等领域有着广泛的应用，例如激光雷达、激光相干合成、非线性频率转换等。通常获得线偏振激光输出有以下几种方式：

一、通过在激光腔内或腔外加入一个起偏器或具有偏振选择性器件，例如偏振棱镜、长周期光纤光栅、光子晶体光纤等，但是这种方法具有插入损耗大，难以集成化，效率低等缺点{参见S.K.Andrei and et al.，″Fibre laser with an intracavity polariser based on a long-periodfibre grating，″Quantum Electron+31，421(2001).}；

二、将保偏大模场光纤以一定的直径(5-10cm)缠绕，引入对沿其快轴和慢轴传播光的不同传播损耗，实现偏振选择的目的，但是此方法不适用于普通的单模光纤{参见C.-H.Liu，A.Galvanauskas，V.Khitrov，B.Samson，U.Manyam，K.Tankala，D.Machewirth，and S.Heinemann，″High-power single-polarization andsingle-transverse-mode fiber laser with an all-fiber cavity andfiber-grating stabilized spectrum，″Opt.Lett.31，17-19(2006).}；

三、保偏布拉格光纤光栅通常有对应于光纤快轴和慢轴方向的两个反射峰，将构成激光器的高反射率保偏布拉格光纤光栅与激光腔垂直熔接，低反射率保偏布拉格光纤光栅与激光腔正常熔接，同时对其中一个光纤光栅施加应力或温度调谐，实现高反射率光栅和低反射率光栅在一个光轴方向的中心反射波长对准，达到线偏振光输出的目的{参见A.Shirakawa，M.Kamijo，J.Ota，K.i.Ueda，K.Mizuuchi，H.Furuya，and K.Yamamoto，″Characteristics of Linearly Polarized Yb-DopedFiber Laser in an All-Fiber Configuration，″Photonics TechnologyLetters，IEEE 19，1664-1666(2007).}，但是这种方法装置复杂，操作不方便，不利于实现大范围的工业应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺陷，提出一种保偏光纤环形镜的线偏振光纤激光器，该激光器既实现了偏振选择器件与激光腔反射镜的结合，减少了插入损耗，又免除了对光纤光栅的温度或应力的调节要求，结构简单紧凑，易于集成，大大拓展了线偏振激光的应用范围。实现了高偏振度的线偏振激光输出。

本发明的技术解决方案是：

一种基于保偏光纤环形镜的线偏振光纤激光器，其特点在于：该激光器由依次熔接的保偏光纤环形镜、保偏有源光纤、泵浦耦合器和保偏光纤布拉格光栅，所述的泵浦耦合器的第三端接半导体泵浦源。

所述的光纤环形镜是由2×2或2×1的保偏光纤耦合器的两个输出端熔接到一起而构成的，该环形镜对于沿快轴和慢轴传播的光有不同反射率。

所述的有源光纤通过不同稀土离子的掺杂选择，实现不同发射波段的激光输出。

所述的光纤布拉格光栅作为输出耦合器，其反射率为4.0％～30.0％。

本发明利用保偏光纤环形镜作为激光腔的一个反射镜，它对沿快轴和慢轴方向传播的光有不同的反射率，达到偏振选择的作用，结合保偏光纤光栅作为另一个反射镜，使沿快轴或慢轴中一个偏振方向传播的光通过模式竞争起振，另一个偏振方向的光则被抑制，这样实现了高偏振度的线偏振激光输出。

所述的光纤环形镜，其特征在于：将2×2或2×1的保偏光纤耦合器的两个输出端熔接到一起构成光纤环形镜，该环形镜对于沿快轴和慢轴传播的光有不同反射率，因而实现偏振选择的作用。

所述的泵浦耦合器，将泵浦光高效率的引入激光腔内。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明使用具有偏振选择作用的光纤环形镜作为其中一个腔镜，减少器件的插入损耗，实现高的转化效率。

2、本发明采用光纤布拉格光栅作为激光输出，实现了无需温度、应力控制的全光纤线偏振激光输出，本发明激光器是由光纤器件通过熔接构成的全光纤结构的激光器。具有结构简单紧凑、操作便捷的优点。

总之，本发明具有结构紧凑、效率高、使用操作便捷等特点，具有很高的实用价值。

附图说明

图1为本发明基于保偏光纤环形镜的线偏振全光纤激光器的示意框图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

图1是本发明基于光纤环形镜的线偏振全光纤激光器的示意框图。也是本发明的一个实施例的结构示意框图。由图可见，本发明基于光纤环形镜的线偏振全光纤激光器由光纤器件构成，主要包括保偏光纤环形镜(1)、10m保偏掺镱双包层有源光纤(2)、保偏泵浦耦合器(3)、低反射率(11％)保偏光纤布拉格光栅(4)，输出功率为10W、中心波长为976nm的半导体泵浦源(5)构成。泵浦光源(5)发出的泵浦光通过保偏泵浦耦合器(3)输入激光腔内，10m保偏掺镱双包层有源光纤(2)作为激光增益介质。保偏光纤环形镜(1)对沿其慢轴传播的光具有高的反射率(90％)，对沿其快轴传播的光具有低的反射率(26％)，结合低反射率(11％)的保偏光纤布拉格光栅(4)构成激光腔，实现偏振选择的作用。实验表明，本实施例实现了高偏振度(＞20dB)、高效率(＞60％光光效率)的线偏振光输出。本发明具有结构紧凑、效率高、使用操作便捷等特点，既实现了偏振选择器件与激光腔反射镜的结合，减少了插入损耗，又免除了对光纤光栅的温度或应力的调节要求，本发明全光纤结构易于集成，大大拓展了线偏振激光的应用范围。实现了高偏振度的线偏振激光输出。

Claims

1.一种基于保偏光纤环形镜的线偏振光纤激光器，其特征在于：该激光器由依次熔接的保偏光纤环形镜(1)、保偏有源光纤(2)、泵浦耦合器(3)和保偏光纤布拉格光栅(4)，所述的泵浦耦合器(3)的第三端接半导体泵浦源(5)。

2.根据权利要求1所述的基于保偏光纤环形镜的线偏振光纤激光器，其特征在于：所述的光纤环形镜(1)是由2×2或2×1的保偏光纤耦合器的两个输出端熔接到一起而构成的，该环形镜对于沿快轴和慢轴传播的光有不同反射率。

3.根据权利1所述的基于保偏光纤环形镜的线偏振光纤激光器，其特征在于：所述的有源光纤(3)通过不同稀土离子的掺杂选择，实现不同发射波段的激光输出。

4.根据权利1所述的基于保偏光纤环形镜的线偏振光纤激光器，其特征在于：所述的光纤布拉格光栅(4)作为输出耦合器，其反射率为4.0％～30.0％。