CN104332812A - 一种短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分布式布拉格光纤光栅的短腔结构单频930nm线偏振全光纤激光器，其特征在于半导体泵浦激光器的输出端与光纤波分复用器的泵浦输入端连接，光纤波分复用器的信号输入端光纤端面斜切，光纤波分复用器信号输出端与高反光纤光栅连接，高反光纤光栅的另一端与掺钕光纤连接，掺钕光纤另一端与低反光纤光栅连接，低反光纤光栅另一端与输出光纤连接，输出光纤另一端的端面斜切为度角，本发明实现了一种获得930nm线偏振单频光纤激光的方法，激光器结构简单，实现了全光纤焊接及全光纤化，工作性能稳定，无需维护，其在传感，激光光谱学，前沿科学研究，生物医学成像等领域均有重要的应用价值。

Description

一种短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器

技术领域

本发明涉及一种近红外单频激光器，尤其是一种基于分布式布拉格光纤光栅的短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，属于光纤及激光技术领域。

背景技术

光纤激光器是以光纤为增益介质的激光器，其中应用最广泛的增益光纤为稀土掺杂光纤。而通过使用掺杂不同稀土元素的增益光纤，光纤激光器的工作波长可覆盖从紫外到中红外的广阔范围。由于光纤激光器具有结构简单紧凑，免于维护，低能耗，高转换效率，高稳定性，高光束质量等鲜明优点，所以其在通信，医学，军事，材料加工等方面有着广泛的应用。而单频光纤激光器除了具有光纤激光器的上述优点之外，另外还有相干长度长，单色性好，谱线宽度窄等优点，这些特点使其被广泛应用于光电探测，激光光谱学，非线性光学等领域。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有较短的工作波长，较大的光子能量，可以降低激光加工的烧蚀阈值，获得单频蓝绿激光光源的一种基于分布式布拉格光纤光栅的短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器。

本发明是通过以下技术方案加以实现的。

一种基于分布式布拉格光纤光栅的短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，其特征在于半导体泵浦激光器1的输出端与光纤波分复用器2的泵浦输入端连接，光纤波分复用器2的信号输入端光纤端面斜切，光纤波分复用器2信号输出端与高反光纤光栅3连接，高反光纤光栅3的另一端与掺钕光纤4连接，掺钕光纤4另一端与低反光纤光栅5连接，低反光纤光栅5另一端与输出光纤连接，输出光纤另一端的端面斜切。

所述的半导体泵浦激光器1为带尾纤的单模半导体激光器，工作波长为808 nm。

所述光纤波分复用器2为808/930 nm光纤波分复用器。

所述的高反光纤光栅写制于非保偏光纤上，反射峰中心波长为930nm，反射率大于99%，3dB带宽为0.3nm，高反光纤光栅为高反光纤布拉格光栅。

所述的低反光纤光栅写制于保偏光纤上，反射谱有两个反射峰分别对应于两种偏振模式，中心波长分别处于930nm，930.2nm，只有一个反射峰与高反光纤光栅波长匹配，保证了激光器的线偏振输出特性；光栅反射峰 3dB带宽小于0.05nm，反射率小于90%。

所述的掺钕光纤为保偏光纤，长度不长于2cm；

所述的一种基于分布式布拉格光纤光栅的短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，输出激光为单频（单纵模）激光，单频激光的输出是通过控制激光腔腔长以及光纤光栅的反射谱带宽实现的，激光腔腔长：L=L_增益光纤+L_{高反光栅尾纤}+ L_{低反光栅尾纤}；激光腔内各纵模间距，其中C是光波在真空中的传播速度，n是光纤纤芯的折射率，L是激光腔腔长。通过使用高掺杂掺钕光纤减小增益光纤长度，同时减小光栅尾纤长度，将激光腔腔长控制得尽量短（小于3cm），从而增加腔内各纵模间距，同时使用反射谱带宽较窄的低反射光纤光栅（3dB带宽小于0.05nm），使用此种方法，可以保证激光单纵模（单频）输出。

所述的输出光纤为保偏光纤，输出端进行了8度角切割，抑制自激振荡的信号光端面反射。

本发明实现了一种获得930nm线偏振单频光纤激光的方法，激光器结构简单，实现了全光纤焊接及全光纤化，工作性能稳定，无需维护，其在传感，激光光谱学，前沿科学研究，生物医学成像等领域均有重要的应用价值。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图中标记：808 nm半导体泵浦激光器1，808/930 nm光纤波分复用器2，高反射率光纤布拉格光栅3，掺钕光纤4，低反射率光纤布拉格光栅5，以及输出光纤6。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

如图1所示，一种基于分布式布拉格光纤光栅的短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，包括：808 nm半导体泵浦激光器1，其输出端与808/930 nm光纤波分复用器2的泵浦输入端连接，波分复用器2的信号输入端光纤端面斜切，信号输出端与高反光纤光栅3连接，高反光纤光栅3的另一端与掺钕光纤4连接，掺钕光纤4另一端与低反光纤光栅5连接，低反光纤光栅5另一端与输出光纤连接，输出光纤另一端的端面斜切为8度角，所述的808 nm半导体泵浦激光器1为带尾纤的单模半导体激光器，工作波长为808 nm；所述的高反光纤布拉格光栅写制于非保偏光纤上，反射峰中心波长为930nm，反射率大于99%，3dB带宽为0.3nm；所述的低反光纤布拉格光栅写制于保偏光纤上，反射谱有两个反射峰分别对应于两种偏振模式，中心波长分别处于930nm，930.2nm，因此只有一个反射峰与高反光纤光栅波长匹配，保证了激光器的线偏振输出特性；光栅反射峰 3dB带宽小于0.05nm，反射率小于90%；所述的掺钕光纤为保偏光纤，长度不长于2cm；所述的一种基于分布式布拉格光纤光栅的短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，输出激光为单频（单纵模）激光，单频激光的输出是通过控制激光腔腔长以及光纤光栅的反射谱带宽实现的。激光腔腔长：L=L_增益光纤+L_{高反光栅尾纤}+ L_{低反光栅尾纤}；激光腔内各纵模间距，其中C是光波在真空中的传播速度，n是光纤纤芯的折射率，L是激光腔腔长。通过使用高掺杂掺钕光纤减小增益光纤长度，同时减小光栅尾纤长度，将激光腔腔长控制得尽量短（小于3cm），从而增加腔内各纵模间距，同时使用反射谱带宽较窄的低反射光纤光栅（3dB带宽小于0.05nm），使用此种方法，可以保证激光单纵模（单频）输出；所述的输出光纤为保偏光纤，输出端进行了8度角切割，抑制自激振荡的信号光端面反射，本发明实现了一种获得930nm线偏振单频光纤激光的方法，激光器结构简单，实现了全光纤焊接及全光纤化，工作性能稳定，无需维护，其在传感，激光光谱学，前沿科学研究，生物医学成像等领域均有重要的应用价值。

Claims (9)

1.一种短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，其特征在于半导体泵浦激光器的输出端与光纤波分复用器的泵浦输入端连接，光纤波分复用器的信号输入端光纤端面斜切，光纤波分复用器信号输出端与高反光纤光栅连接，高反光纤光栅的另一端与掺钕光纤连接，掺钕光纤另一端与低反光纤光栅连接，低反光纤光栅另一端与输出光纤连接，输出光纤另一端的端面斜切为度角。

2.根据权利要求1所述一种短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，其特征在于所述的半导体泵浦激光器为带尾纤的单模半导体激光器，工作波长为808 nm。

3.根据权利要求1所述一种短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，其特征在于光纤波分复用器为808/930 nm光纤波分复用器。

4.根据权利要求1所述一种短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，其特征在于所述的高反光纤布拉格光栅写制于非保偏光纤上，反射峰中心波长为930nm，反射率大于99%，3dB带宽为0.3nm。

5.根据权利要求1所述一种短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，其特征在于所述的低反光纤布拉格光栅写制于保偏光纤上，反射谱有两个反射峰分别对应于两种偏振模式，中心波长分别处于930nm，930.2nm，因此只有一个反射峰与高反光纤光栅波长匹配，保证了激光器的线偏振输出特性；光栅反射峰 3dB带宽小于0.05nm，反射率小于90%。

6.根据权利要求1所述一种短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，其特征在于所述的掺钕光纤为保偏光纤，长度不长于2cm。

7.根据权利要求1所述一种短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，其特征在于输出激光为单频激光，单频激光的输出是通过控制激光腔腔长以及光纤光栅的反射谱带宽实现的，激光腔腔长：L=L_增益光纤+L_{高反光栅尾纤}+ L_{低反光栅尾纤}；激光腔内各纵模间距，其中C是光波在真空中的传播速度，n是光纤纤芯的折射率，L是激光腔腔长。

8.通过使用高掺杂掺钕光纤减小增益光纤长度，同时减小光栅尾纤长度，将激光腔腔长控制小于3cm，从而增加腔内各纵模间距，同时使用反射谱带宽3dB带宽小于0.05nm的低反射光纤光栅，以保证单频输出。

9.根据权利要求1所述一种短腔结构单频930 nm线偏振全光纤激光器，其特征在于输出光纤为保偏光纤，输出端进行了8度角切割，抑制自激振荡的信号光端面反射。