CN107370010A - 一种光纤激光器 - Google Patents

一种光纤激光器 Download PDF

Info

Publication number
CN107370010A
CN107370010A CN201710509412.1A CN201710509412A CN107370010A CN 107370010 A CN107370010 A CN 107370010A CN 201710509412 A CN201710509412 A CN 201710509412A CN 107370010 A CN107370010 A CN 107370010A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical fiber
laser
resonant element
fiber
fiber laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710509412.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107370010B (zh
Inventor
范鑫烨
岳春云
白成林
房文敬
牛慧娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liaocheng University
Original Assignee
Liaocheng University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liaocheng University filed Critical Liaocheng University
Priority to CN201710509412.1A priority Critical patent/CN107370010B/zh
Publication of CN107370010A publication Critical patent/CN107370010A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107370010B publication Critical patent/CN107370010B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/0675—Resonators including a grating structure, e.g. distributed Bragg reflectors [DBR] or distributed feedback [DFB] fibre lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

本发明公开一种光纤激光器。其中，光纤激光器包括：激光器、谐振单元、掺杂光纤、耦合输出镜和光栅光纤，所述激光器与所述谐振单元相连，所述谐振单元通过所述掺杂光纤与所述耦合输出镜相连，所述耦合输出镜与所述光栅光纤相连；所述谐振单元包括3～6个依次等间距设置的分布布拉格反射镜，所述光栅光纤的输出端刻蚀有光纤布拉格光栅，所述光纤布拉格光栅由10～30个介质层和空隙周期交替排列构成。本发明提供的光纤激光器，不需要使用传统的滤波器，输出的光束均匀且呈现平顶陡边，提高了激光器的输出功率，并降低了通信成本。

Description

一种光纤激光器
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种光纤激光器。
背景技术
光纤激光器是以掺杂稀土元素的光纤作为增益介质的激光器，在光纤通信、光纤传感和光谱分析等领域有着广泛应用。
目前，在光纤通信系统中使用的光纤化激光器通常包括滤波器，用于对波长进行选择，获得需要的谱线宽度。但是，滤波器使用存在很多不足之处，尤其是滤波器与光纤之间存在键合的问题，影响光纤激光器的输出功率，增加了通信成本。
因此，如何提出一种光纤激光器，不需要使用传统的滤波器，提高光纤激光器的输出功率，以降低通信成本成为业界亟待解决的重要课题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种光纤激光器。
本发明提出一种光纤激光器，包括：激光器、谐振单元、掺杂光纤、耦合输出镜和光栅光纤，其中：
所述激光器与所述谐振单元相连，所述谐振单元通过所述掺杂光纤与所述耦合输出镜相连，所述耦合输出镜与所述光栅光纤相连；
所述谐振单元包括3～6个依次等间距设置的分布布拉格反射镜，所述光栅光纤的输出端刻蚀有光纤布拉格光栅，所述光纤布拉格光栅由10～30个介质层和空隙周期交替排列构成。
其中，所述分布布拉格反射镜的数量为4个。
其中，所述介质层的厚度为100-300微米。
其中，所述介质层的材料为硅。
其中，所述光纤激光器还包括尾纤，所述激光器通过尾纤与所述谐振单元相连。
其中，光波通过所述光栅光纤后的谱线宽度小于0.8纳米。
其中，所述掺杂光纤为掺杂铒的光纤。
其中，所述掺杂光纤为掺杂镱的光纤。
其中，所述掺杂光纤为掺杂铒和镱的光纤。
本发明提供的光纤激光器，能够通过激光器与谐振单元相连，谐振单元通过掺杂光纤与耦合输出镜相连，耦合输出镜与光栅光纤相连，光波通过设置有分布布拉格反射镜的谐振单元，并通过输出端刻蚀有光纤布拉格光栅的光栅光纤，不需要使用传统的滤波器，输出的光束均匀且呈现平顶陡边，提高了激光器的输出功率，并降低了通信成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例光纤激光器的结构示意图；
图2为本发明一实施例光纤激光器的光纤布拉格光栅的结构意图；
附图标记说明：
1-激光器； 2-谐振单元；
3-掺杂光纤； 4-耦合输出镜；
5-光栅光纤； 6-光纤准直器；
51-介质层 52-空隙。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施例光纤激光器的结构示意图，如图1所示，本发明提供的光纤激光器包括：激光器1、谐振单元2、掺杂光纤3、耦合输出镜4和光栅光纤5，其中：
激光器1与谐振单元2相连，谐振单元2通过掺杂光纤3与耦合输出镜4相连，耦合输出镜4与光栅光纤5相连；
谐振单元2包括3～6个依次等间距设置的分布布拉格反射镜，光栅光纤5的输出端刻蚀有光纤布拉格光栅，所述光纤布拉格光栅由10～30个介质层和空隙周期交替排列构成。
激光器1用于产生泵浦光源，谐振单元2包括3～6个依次等间距设置的分布布拉格反射镜，每个所述分布布拉格反射镜由两种不同反射率的材料制成，两种不同反射率的材料交替排列构成一个所述分布布拉格反射镜，相邻的两个所述分布布拉格反射镜之间的距离根据所述分布布拉格反射镜的材料和所述光纤激光器波长计算获得。所述谐振单元用于加强泵浦光源产生的光波，所述谐振单元的反射率高达99％以上。掺杂光纤3可以吸收所述光波，用于加强所述光波的增益效果。耦合输出镜4用于将谐振单元2与光栅光纤5键合在一起。光栅光纤5与光纤准直器6相连的输出端刻蚀有光纤布拉格光栅，所述所述光纤布拉格光栅由10～30个介质层和空隙周期交替排列构成，用于替代传统的滤波器，能够抑制跳模，压窄谱线宽度，使输出的光束均匀且呈现出平顶陡边，所述谱线宽度小于0.8nm。
本发明提供的光纤激光器，能够通过激光器与谐振单元相连，谐振单元通过掺杂光纤与耦合输出镜相连，耦合输出镜与光栅光纤相连，光波通过设置有分布布拉格反射镜的谐振单元，并通过输出端刻蚀有光纤布拉格光栅的光栅光纤，不需要使用传统的滤波器，输出的光束均匀且呈现平顶陡边，提高了激光器的输出功率，并降低了通信成本。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述分布布拉格反射镜的数量为4个。所述光波每通过一个所述分布布拉格反射镜，都会得到增强。
图2为本发明一实施例光纤激光器的光纤布拉格光栅的结构意图，如图2所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，介质层51的厚度为100-300微米。所述光纤布拉格光栅由10～30个介质层51和空隙52周期交替排列构成，介质层51和空隙52的厚度相等，通常光栅光纤5的直径为200微米，为了使所述光纤布拉格光栅的介质层51的厚度与光栅光纤5相适应，介质层51的厚度的选取范围为100～300微米，优选200微米。空隙52的深度可以是光栅光纤5的直径的1/8～1/2。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述介质层的材料为硅。
在上述各实施例的基础上，进一步地，本发明提供的光纤激光器还包括尾纤，激光器1通过尾纤与谐振单元2相连。所述尾纤用于将激光器1产生的泵浦光耦合进入所述谐振单元2。
在上述各实施例的基础上，进一步地，光波通过光栅光纤5后的谱线宽度小于0.8纳米。
在上述各实施例的基础上，进一步地，掺杂光纤3为掺杂铒的光纤。掺杂铒的掺杂光纤3可以吸收光波，加强所述光波的增益效果。
在上述各实施例的基础上，进一步地，掺杂光纤3为掺杂镱的光纤。掺杂镱的掺杂光纤3可以吸收光波，加强所述光波的增益效果。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述掺杂光纤为掺杂铒和镱的光纤。在一定浓度的Er3+和Yb3+共掺的掺杂光纤3中，Er3+和Yb3+都吸收能量，由于掺入Yb3+能有效的抑制能量的转换，提高受激转换效率，并且使Er3+的能量转换跃升到更高级别，在相同的掺杂浓度下与单独使用掺杂Er或Yb的掺杂光纤相比，使用Er和Yb共掺的掺杂光纤3的所述光纤激光器的能量转换效率提高一倍以上。
下面通过一具体的实施例说明本发明提供的光纤激光器的工作过程。
如图1所示，激光器1产生泵浦光源，所述泵浦光源发出的光波通过尾纤耦合进入谐振单元2，谐振单元2包括4个依次等间距设置的分布布拉格反射镜，谐振单元2的反射率达到99％，对所述光波进行反射，所述光波通过谐振单元2后进入掺杂光纤3，掺杂光纤3加强了所述光波的增益，耦合输出镜4将零散的所述光波整合进入到光栅光纤5，光栅光纤5的输出端刻蚀有光纤布拉格光栅，所述光纤布拉格光栅能够抑制跳模，压窄谱线宽度，从而输出均匀且呈现平顶陡边的光束。本实施例提供的光纤激光器输出的光强分布更加均匀，提高了输出功率，并降低了通信成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种光纤激光器，其特征在于，包括：激光器、谐振单元、掺杂光纤、耦合输出镜和光栅光纤，其中：
所述激光器与所述谐振单元相连，所述谐振单元通过所述掺杂光纤与所述耦合输出镜相连，所述耦合输出镜与所述光栅光纤相连；
所述谐振单元包括3～6个依次等间距设置的分布布拉格反射镜，所述光栅光纤的输出端刻蚀有光纤布拉格光栅，所述光纤布拉格光栅由10～30个介质层和空隙周期交替排列构成。
2.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述分布布拉格反射镜的数量为4个。
3.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述介质层的厚度为100-300微米。
4.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述介质层的材料为硅。
5.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，还包括尾纤，所述激光器通过尾纤与所述谐振单元相连。
6.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，光波通过所述光栅光纤后的谱线宽度小于0.8纳米。
7.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述掺杂光纤为掺杂铒的光纤。
8.根据权利要求1所述的光纤激光器，其特征在于，所述掺杂光纤为掺杂镱的光纤。
9.根据权利要求1至8任一项所述的光纤激光器，其特征在于，所述掺杂光纤为掺杂铒和镱的光纤。
CN201710509412.1A 2017-06-28 2017-06-28 一种光纤激光器 Active CN107370010B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710509412.1A CN107370010B (zh) 2017-06-28 2017-06-28 一种光纤激光器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710509412.1A CN107370010B (zh) 2017-06-28 2017-06-28 一种光纤激光器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107370010A true CN107370010A (zh) 2017-11-21
CN107370010B CN107370010B (zh) 2019-12-27

Family

ID=60305628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710509412.1A Active CN107370010B (zh) 2017-06-28 2017-06-28 一种光纤激光器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107370010B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2829155Y (zh) * 2005-07-01 2006-10-18 清华大学 实用化端面激励双包层光纤激光器
US20090285245A1 (en) * 2007-05-04 2009-11-19 Jian Liu Fiber-based ultrafast laser
CN103811978A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 无锡华御信息技术有限公司 拉曼光纤激光器
CN104009376A (zh) * 2014-05-06 2014-08-27 北京工业大学 Cr:Ⅱ-Ⅵ族晶体激光器泵浦的中红外超连续谱光源
CN104205526A (zh) * 2012-03-21 2014-12-10 通快激光标记系统公司 具有激光熔焊的光学组件的激光谐振器装置
CN104242040A (zh) * 2014-09-25 2014-12-24 南京大学 一种基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光源
CN205543680U (zh) * 2016-04-01 2016-08-31 北京理工大学珠海学院 一种光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2829155Y (zh) * 2005-07-01 2006-10-18 清华大学 实用化端面激励双包层光纤激光器
US20090285245A1 (en) * 2007-05-04 2009-11-19 Jian Liu Fiber-based ultrafast laser
CN104205526A (zh) * 2012-03-21 2014-12-10 通快激光标记系统公司 具有激光熔焊的光学组件的激光谐振器装置
CN103811978A (zh) * 2012-11-13 2014-05-21 无锡华御信息技术有限公司 拉曼光纤激光器
CN104009376A (zh) * 2014-05-06 2014-08-27 北京工业大学 Cr:Ⅱ-Ⅵ族晶体激光器泵浦的中红外超连续谱光源
CN104242040A (zh) * 2014-09-25 2014-12-24 南京大学 一种基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光源
CN205543680U (zh) * 2016-04-01 2016-08-31 北京理工大学珠海学院 一种光纤光栅作为输出腔镜的块状固体激光器

Also Published As

Publication number Publication date
CN107370010B (zh) 2019-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103414093B (zh) 一种全光纤脉冲激光器
CN101359803A (zh) 光纤激光器用光纤及其制造方法、光纤激光器
CN202183551U (zh) 单纵模窄线宽光纤激光器
CN102967981A (zh) 基于多芯光子晶体光纤的超连续谱光源
CN103236630A (zh) 一种使用稀土掺杂石英光纤作增益介质的单频光纤激光器
CN103531994A (zh) 一种使用掺铒石英光纤作增益介质的同带泵浦单频光纤激光器
JP2005019539A (ja) 希土類添加ファイバおよびこれを用いた光ファイバレーザ
CN105009387B (zh) 光子带隙光纤、以及使用光子带隙光纤的光纤激光装置
CN109616858A (zh) 基于飞秒激光直写fbg阵列的掺铒光纤激光器
CN202995205U (zh) 基于多芯光子晶体光纤的超连续谱光源
CN107946886A (zh) 一种光纤激光器
CN113227847A (zh) 用于将受激拉曼散射（srs）光导向出纤芯并进入包层的光纤装置和方法
CN108988106A (zh) 基于超表面外腔镜的可控多波长光纤外腔激光器
CN104577652B (zh) 阵列光纤激光器、放大器及多芯式光纤的制作方法
CN107370010A (zh) 一种光纤激光器
CN102201642A (zh) 一种保护光学装置的泵浦源的方法
CN108092124A (zh) 一种光纤激光器
KR20160045067A (ko) 초고출력 싱글모드 광섬유 레이저 시스템
CN105896250A (zh) 一种多波长多芯光纤激光器
US20100272128A1 (en) Laser device
CN110098557A (zh) 一种全光纤被动锁模激光器
CN109560448A (zh) 基于飞秒激光直写fbg的c+l波段掺铒光纤激光器
CA2416953C (en) A device for coupling light into the fiber
CN102801090B (zh) 长脉冲光纤激光器
CN202616595U (zh) 一种1064nm波段的高功率宽带ASE光源

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant