CN102324691A - 一种声光滤波可调谐拉曼光纤激光器 - Google Patents

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谭勇
程光磊
蔡红星
石晓光
刘丽炜
徐立君
张喜和
黄秋实
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Abstract

本发明涉及一种声光滤波可调谐拉曼光纤激光器，尤其涉及一种可以输出多个波长的拉曼光纤激光器，属于激光技术领域。本发明特征在于：采用标准单模光纤作为工作物质，在光纤的输入端连接高反的布拉格光纤光栅，同时为了提高抽运光的利用率，在光纤的输出端连接一个工作波长为1064nm的高反射布拉格光纤光栅。当达到阈值时，输出激光波长分别为1116nm、1175nm、1180nm、1245nm。多波长激光进入近红外声光可调滤光器(AOTF)，通过对调谐加载在AOTF上的超声波频率，改变其透射光谱范围，获得确定波长的激光输出。此技术解决了激光波长叠加的问题，该激光具有良好的光束质量，单色性、方向性和稳定性，可以广泛应用于传感器、光纤通信、光谱技术等领域。

Description

一种声光滤波可调谐拉曼光纤激光器
技术领域
本发明涉及一种声光滤波可调谐拉曼光纤激光器，属于激光技术领域。具有光束质量好、体积小、转换效率高、散热效果好等优点，可以广泛应用于传感器、光纤通信、光谱技术等领域。
背景技术
光纤拉曼激光器作为一种受激散射激光器，不但具有光纤激光器共性的优点，而且因为它是基于受激拉曼散射这种非线性效应，输出带宽也可扩展到任意波段。由于它具有很高的饱和输出功率，因而在光纤光通信和光纤传感系统中有着重要作用。现有的拉曼光纤激光器不足之处是不能选择单一波长的激光输出，本发明针对光纤拉曼可调谐激光器，选择光纤激光器、布拉格光纤光栅、标准单模光纤和TiO2声光晶体为元件，研制生产出波长从1116nm到1245nm可调的拉曼光纤激光器。光纤激光器达到阈值时可以产生十阶的斯托克斯光，布拉格光纤光栅生产工艺成熟到可以到达高反射率、高功率，用TeO2晶体作为声光可调滤波器材料的技术已经成熟，光纤耦合技术已十分熟练。该激光器可调谐单一波长、转换效率高，输出功率稳定，峰值半宽度(FWHM)小。综上所述，该发明所涉及的基础技术已经成熟，该发明是可以实现的。
发明内容
一种声光滤波可调谐拉曼光纤激光器，由泵浦源、布拉格光纤光栅、标准单模光纤、声光晶体构成。泵浦源是一台光纤激光器，其输出波长为1064nm，输出脉冲峰值半高全宽小于100ns，输出脉冲能量范围为0.2-1.25mJ。由四个布拉格光纤光栅级联而成，其半波带宽小于2nm，反射率大于80％，中心波长依次是1116nm、1175nm、1180nm、1245nm。采用标准单模石英光纤作为增益介质，长度大于10m。声光晶体选用工作波长范围为0.9～2.6nm，驱动频率为40～120MHz，光谱分辨率优于7nm。本发明利用以TeO2晶体为声光介质的近红外声光可调滤光器(AOTF)对激光波长进行调谐，其工作原理是利用了声波在晶体中传播时，形成布拉格光栅，对入射光产生衍射，当换能器输入的超声波入射角一定时，对应一个确定的超声波频率值，有唯一的入射光被衍射，达到了分光的作用。所有布拉格光纤光栅与光纤之间均采用折射率匹配熔接的方法，光纤与激光器、光纤与声光晶体均采用FC连接。当光纤激光器输出功率达到拉曼光纤激光器的泵浦阈值时，改变超声波频率可得到如下光谱图2、图3、图4、图5。
附图说明
图1是一种声光滤波可调谐拉曼光纤激光器的装置图(兼做摘要附图)；
图2是改变超声波频率使其输出波长位于1116nm的光谱图；
图3是改变超声波频率使其输出波长位于1175nm的光谱图；
图4是改变超声波频率使其输出波长位于1180nm的光谱图；
图5是改变超声波频率使其输出波长位于1245nm的光谱图。
具体实施方式
第一步：光纤激光器(1)输出端熔接上FC连接头；
第二步：FC连接头和布拉格光纤光栅(2)和标准单模光纤(3)熔接在一起；
第三步：标准单模光纤(3)和布拉格光纤光栅(4)熔接在一起；
第四步：声光晶体(5)安装在晶体盒中，进光口和出光口分别连接FC接头；
第五步：布拉格光纤光栅(4)和声光晶体(5)用FC连接在一起；
第六步：调谐光纤激光器使其输出能量大于0.2mJ；
第七步：调谐AOTF的超声波频率使其输出结果如图2、图3、图4、图5。

Claims (5)

1.一种声光滤波可调谐拉曼光纤激光器，其特征在于：由泵浦源、布拉格光纤光栅、标准单模光纤、声光晶体构成。
2.根据权利要求1所述的泵浦源，其特征在于：泵浦源是一台光纤激光器，其输出波长为1064nm，脉冲峰值半高全宽小于100ns，脉冲能量范围0.2mJ-1.25mJ。
3.根据权利要求1所述的布拉格光纤光栅，其特征在于：由四个布拉格光纤光栅级联构成泵浦标准单模光纤输入端反射装置，和一个布拉格光纤光栅在标准单模光纤输出端构成对泵浦光的全反射装置，其半波带宽小于2nm，反射率大于80％，中心波长依次是1116nm、1175nm、1180nm、1245nm、1064nm。
4.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于：采用标准单模光纤作为增益介质，长度大于10m。
5.根据权利要求1所述的声光晶体，其特征在于：工作波长范围为0.9～2.6nm，驱动频率为40～120MHz，光谱分辨率为优于7nm。
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