CN106684675A - 一种单频光纤激光器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单频光纤激光器，泵浦光源与、增益光纤、输出隔离器分别与波分复用器的第一端口、第二端口、第三端口连接，增益光纤用于将从波分复用器接收的泵浦光转换为信号光并且将信号光输入第二端口，增益光纤上设有相移光纤光栅和高反光纤光栅，且高反光纤光栅与相移光纤光栅之间间隔预定距离。通过上述优化设计的单频光纤激光器，结构简单可靠，利用增益光纤上刻写的相移光纤光栅实现单频种子光的预注入，并且通过增益竞争压制其他激光纵模谐振从而实现高效率单频激光谐振，从而得到频谱展宽极窄的单频激光，激光输出稳定，并且通过对相移长度调节可实现激光谐振效率优化。本发明还提出一种上述单频光纤激光器的制作方法。

Description

一种单频光纤激光器及其制作方法
技术领域
本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种单频光纤激光器及其制作方法。
背景技术
单频激光光源因为其输出功率稳定性及相位连续性等因素在光通信和光传感领域有着极强的应用，近期Nature杂志报道的LIGO引力波观测实验中所用光源即为单频激光光源，传统的单频激光产生方法大部分为半导体DFB激光器或单纵模固体激光器及单纵模光纤激光器。在半导体DFB激光器中，因为谐振腔长度极短及增益介质均匀展宽特性使其激光输出频率展宽一般为MHz量级。同时现有的单纵模固体或光纤激光器因为选纵模技术的引入导致激光器结构极为复杂，且激光输出功率稳定性差。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种单频光纤激光器。
本发明提出的一种单频光纤激光器，包括：泵浦光源、波分复用器、增益光纤、输出隔离器；
波分复用器上设有第一端口、第二端口、第三端口，泵浦光源与第一端口连接用于向第一端口输入光；
增益光纤一端与第二端口连接用于将从波分复用器接收的泵浦光转换为信号光并且将信号光输入第二端口，增益光纤上设有相移光纤光栅和高反光纤光栅，高反光纤光栅位于相移光纤光栅远离波分复用器一侧，且高反光纤光栅与相移光纤光栅之间间隔预定距离；
输出隔离器与第三端口连接用于将波分复用器的信号光输出。
优选地，增益光纤采用稀土粒子掺杂光纤。
优选地，相移光纤光栅包括两个光栅段和位于两个光栅段之间相移段，相移段的宽度为光栅段的光栅周期的奇数倍。
本发明中，所提出的单频光纤激光器，结构简单可靠，利用增益光纤上刻写的相移光纤光栅实现单频种子光的预注入，并且通过增益竞争压制其他激光纵模谐振从而实现高效率单频激光谐振，从而得到频谱展宽极窄的单频激光，激光输出稳定，并且通过对相移长度调节可实现激光谐振效率优化。
本发明还提出一种上述单频光纤激光器的制作方法，包括下列步骤：
S1、对增益光纤紫外光敏感处理，然后在增益光纤上刻写相移光纤光栅和高反光纤光栅；
S2、将增益光纤、泵浦光源以及输出隔离器分别与波分复用器的三个端口熔接级联，其中增益光纤靠近相移光纤光栅一端与波分复用器连接。
优选地，在S1中，利用载氢技术对增益光纤进行处理，使其对紫外光敏感。
本发明中，所提出的单频光纤激光器的制作方法，加工难度小。
附图说明
图1为本发明提出的一种单频光纤激光器的结构示意图。
图2为实测单频光纤激光器输出光谱图。
图3为实测单频光纤激光器输出频谱图。
具体实施方式
如图1至3所示，图1为本发明提出的一种单频光纤激光器的结构示意图，图2为实测单频光纤激光器输出光谱图，图3为实测单频光纤激光器输出频谱图。
参照图1，本发明提出的一种单频光纤激光器，包括：泵浦光源101、波分复用器102、增益光纤103、输出隔离器104；
波分复用器102上设有第一端口、第二端口、第三端口，泵浦光源101与第一端口连接用于向第一端口输入光；
增益光纤103一端与第二端口连接用于将从波分复用器102接收的泵浦光转换为信号光并且将信号光输入第二端口，增益光纤103上设有相移光纤光栅105和高反光纤光栅106，高反光纤光栅106位于相移光纤光栅105远离波分复用器102一侧，且高反光纤光栅106与相移光纤光栅105之间间隔预定距离；
输出隔离器104与第三端口连接用于将波分复用器102的信号光输出。
本实施例的单频光纤激光器的具体工作过程中，泵浦光源发出的泵浦光经由波分复用器进入增益光纤，在增益光纤中，泵浦光首先在相移光纤光栅中激发出单频信号光作为整个激光器的预注入种子光，然后单频信号光进入相移光纤光栅与高反光纤光栅之间的间隔，实现在增益光纤内的信号增强，然后增强后的单频信号光进入高反光纤光栅被反射，反射后的单频信号光经过再次增强后在相移光纤光栅中一部分被反射继续在谐振腔内，另一部分通过第二端口进入波分复用器，最终经过输出隔离器出射；在谐振腔内，光纤激光在激光谐振中因为增益竞争对其他激光纵模压制实现高效率单频激光谐振。
在本实施例中，所提出的单频光纤激光器，结构简单可靠，利用增益光纤上刻写的相移光纤光栅实现单频种子光的预注入，并且通过增益竞争压制其他激光纵模谐振从而实现高效率单频激光谐振，从而得到频谱展宽极窄的单频激光，激光输出稳定，并且通过对相移长度调节可实现激光谐振效率优化。
在具体实施方式中，增益光纤103采用稀土粒子掺杂光纤。
在具体实施方式中，相移光纤光栅105包括两个光栅段和位于两个光栅段之间相移段，相移段的宽度为光栅段的光栅周期的奇数倍。
本实施例还提出一种上述单频光纤激光器的制作方法，包括下列步骤：
S1、对增益光纤103紫外光敏感处理，然后在增益光纤103上刻写相移光纤光栅105和高反光纤光栅106；
S2、将增益光纤103、泵浦光源101以及输出隔离器104分别与波分复用器102的三个端口熔接级联，其中增益光纤103靠近相移光纤光栅105一端与波分复用器102连接。
在具体实施方式中，在S1中，利用载氢技术对增益光纤103进行处理，使其对紫外光敏感。
图2为实测单频光纤激光器输出光谱图，可以看到其谱宽已小于所用光谱仪最小分辨极限0.01nm。
图3为实测单频光纤激光器输出频谱图，可以看到其在频谱上只有零频量，且3dB占款仅为12KHz。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种单频光纤激光器，其特征在于，包括：泵浦光源(101)、波分复用器(102)、增益光纤(103)、输出隔离器(104)；
波分复用器(102)上设有第一端口、第二端口、第三端口，泵浦光源(101)与第一端口连接用于向第一端口输入光；
增益光纤(103)一端与第二端口连接用于将从波分复用器(102)接收的泵浦光转换为信号光并且将信号光输入第二端口，增益光纤(103)上设有相移光纤光栅(105)和高反光纤光栅(106)，高反光纤光栅(106)位于相移光纤光栅(105)远离波分复用器(102)一侧，且高反光纤光栅(106)与相移光纤光栅(105)之间间隔预定距离；
输出隔离器(104)与第三端口连接用于将波分复用器(102)的信号光输出。
2.根据权利要求1所述的单频光纤激光器，其特征在于，增益光纤(103)采用稀土粒子掺杂光纤。
3.根据权利要求1所述的单频光纤激光器，其特征在于，相移光纤光栅(105)包括两个光栅段和位于两个光栅段之间相移段，相移段的宽度为光栅段的光栅周期的奇数倍。
4.一种根据权利要求1至3所述的单频光纤激光器的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1、对增益光纤(103)紫外光敏感处理，然后在增益光纤(103)上刻写相移光纤光栅(105)和高反光纤光栅(106)；
S2、将增益光纤(103)、泵浦光源(101)以及输出隔离器(104)分别与波分复用器(102)的三个端口熔接级联，其中增益光纤(103)靠近相移光纤光栅(105)一端与波分复用器(102)连接。
5.根据权利要求4所述的单频光纤激光器的制作方法，其特征在于，在S1中，利用载氢技术对增益光纤(103)进行处理，使其对紫外光敏感。
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