CN105098590A - 基于弱光纤光栅串和拉曼散射相结合的双波长拉曼光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于弱光纤光栅串和拉曼散射相结合的双波长拉曼光纤激光器。它的成本较低，有着较低的泵浦阈值，能实现稳定的连续激光输出，属于光纤激光器的技术领域。其构成包括泵浦激光器，合束器，单模光纤，两组光纤光栅串。本发明利用在单模光纤中刻入光纤光栅串，通过光纤光栅串的反射效应，构成了随机光学谐振腔，并利用受激拉曼散射提供增益。与之前单纯以瑞利散射效应构成谐振腔的随机光纤激光器相比，本发明大大缩短了光纤的长度，并降低了泵浦阈值。与传统激光器相比，本发明有低的空间或时间相干性。本发明适用于光纤传感及光通信领域。
Description
技术领域
本发明涉及到一种新型结构的随机光纤拉曼激光器，属于激光器的技术领域。
背景技术
随机激光器是利用随机增益介质中光的多次散射产生光的非相干叠加而形成的新型无腔激光器，当光散射的平均自由度足够小时，光子将连续发生多次散射形成安德森局域化现象，产生类似于谐振腔的闭合环形腔，提高了光放大的有效路径，从而形成随机激光输出。其在诸如流体检测信号光，微结构光纤光源等领域有着其他传统激光器无可替代的作用。
2010年4月，Turitsyn等报道了完全利用光纤中的分布式瑞利散射效应作为反馈机制的光纤拉曼激光器，并阐明了其基本工作原理。《NaturePhotonic》刊发评论，称其为一种新型的光源，将在非线性光学，光通信和传感领域等获得应用。自那以来，人们对于随机激光器的研究进行了不断的深入，并取得了重大的进步。然而，对于这种随机反馈激光器，虽然能提供稳定的空间不相干的连续激光输出，可是其高阈值功率、低转换效率、低输出功率以及需要很长的光纤等缺点一直阻扰着其进一步向实际应用方向发展。
2009年，关于在掺铒光纤上人为引入光纤光栅串制成低阈值并包含多种竞争模式的随机分布激光器的报道引起了人们的广泛兴趣，这种光纤中无序性的人为引入，使得这一类随机分布激光器有着较低的阈值，光纤长度短，但是波长和峰值功率都不稳定，因此难以得到长远的发展。
本发明将上述两种随机分布激光器相结合，在单模光纤中引入两组光纤光栅串，同时用1455nm的泵浦光使得增益由拉曼散射效应提供，从而制作出一种阈值功率较低，光纤长度较短，输出相对稳定的双波长随机分布光纤拉曼激光器。
发明内容
本发明通过两组光纤光栅串的反射效应构成谐振腔，再由拉曼散射效应获得增益，从而解决之前随机分布光纤激光器阈值高、转化效率低、所用光纤长度太长的问题，同时获得两种波长的较为稳定的输出。
本发明解决上述问题所采用的技术方案如下：
一种随机分布光纤激光器由泵浦激光器、合束器、两组不同反射波长的光纤光栅串、单模光纤构成。通过合束器将1455nm的泵浦光耦合在单模光纤中传输，在整段单模光纤上刻入两组光纤光栅串，它们由数百个在1550nm波段范围的两种波长低反射率的光纤光栅构成，光栅之间的距离随机分布。
本发明的工作原理是：1455nm的泵浦光经合束器耦合进入单模光纤后，光在光纤中传输，经拉曼散射获得增益放大后的信号光经过光纤光栅反射串，由于反射串间的安德森局域化现象使得光在反射串内产生多次散射，其中的后向散射光使得泵浦光在光纤中谐振并被不停地放大，最终形成激光输出。
本发明所具有的优点：利用两组光纤光栅串取代单纯的瑞利散射，可以有效地缩短光纤长度，增加了结构的紧凑性的同时提高了激光的输出效率，并且可以获得两组输出光。采用拉曼散射效应获得增益可以使得输出光更加稳定。与传统的光纤激光器相比，本发明具有低的空间或时间相干性。
附图说明
如说明书附图所示为本发明的结构图
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
本发明的实施如图所示，包括1455nm的泵浦光源1，1455\1550nm的合束器2，长距离的单模光纤(几到十几公里)3，光纤光栅串4(总共数百个光栅，按不同的波长均等分为两组，每个光栅的长度为5mm，相邻光纤光栅之间的间隔随机取值，每个反射率为1％)。激光可以由单模光纤输出，在激光器的输出端口依次为跳线和光谱仪或者功率计，则可以观测到输出激光的光谱和功率特性。
Claims (1)
1.一种新型的随机分布双波长光纤拉曼激光器，包括泵浦激光器、单模光纤、合束器和两组不同反射波长的光纤光栅串，其特征是泵浦光由合束器耦合到单模光纤中并在光纤中传输，在整段光纤中引入两组反射波长不同的光纤光栅串，单个光栅的反射率为1％，光栅间的距离随机分布。
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