CN107785771B - 一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统及方法 - Google Patents

一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统及方法，可调谐激光器连接至前耦合器的前耦合器第一端口，前耦合器通过前耦合器第四端口连接至波分复用器的波分复用器公共端口，波分复用器的波分复用器输入端连接有泵浦源，且波分复用器通过波分复用器输出端连接至掺铒光纤，掺铒光纤连接至环形器的环形器第一端口，环形器通过环形器第二端口连接至拉锥光纤，拉锥光纤连接至法拉第反射镜，环形器的环形器第三端口连接至后耦合器的后耦合器第四端口，后耦合器的后耦合器第三端口和后耦合器第一端口相连组成子腔，后耦合器第二端口连接至前耦合器的前耦合器第二端口。本发明系统结构简单，同时输出波长效果显著提高。

Description

一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统及 方法
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，涉及激光器领域，具体涉及一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统及方法。
背景技术
可调谐多波长单纵摸光纤激光器，由于具有可调谐波长、窄线宽等优点在光通信、传感、精密测量等领域有着广泛应用前景。目前如何同时实现多波长、窄线宽及可调谐性能指标是本领域研究热点问题之一。
近年来光纤激光器得到了飞速的发展，凭借其独特的优点，高功率、结构紧凑、良好的光束质量等成为新型激光技术领域的研究热点，尤其可调谐多波长光纤激光器是重点研究的一类光纤激光器，该类光纤激光器在军工和民用方面都占有重要地位。目前聚焦于密集波分复用通信、光传感和测量以及微波/太赫兹波光子学等应用领域对多波长光纤激光器的应用需求。例如可调谐多波长激光器可有效降低在波分复用通信系统中的光源成本，又能满足未来波长交换光网络中的调谐和切换等功能要求；多波长是成为微波或者太赫兹波生成的一条重要途径。最后多波长激光器在光纤传感、以及精密光测量和检测领域同样有着广泛的应用前景，尤其是高精度光学传感领域和超低噪声微波/THz生成中，已对光线宽指标提出更高的要求，而采用高阶调制格式的下一代相干光通信系统甚至要求kHz量级激光线宽。
通常，对于布里渊光纤激光器而言，为了能实现单纵模，必须控制腔的长度，一般而言，光纤中的布里渊增益带宽为20MHz，这样在腔长等于10m左右的情况下就可以保证输出光为单纵模，然而这样的话，增益光纤的长度将会减少，产生的波长数就很少。当然可以使用增益系数高的光纤产生更多的波长，例如高非线性光纤，光子晶体光纤等，但是激光器系统的成本就会增加。为了获得波长数多、廉价，而且都运行在单纵模状态下的多波长布里渊光纤激光器，是难点所在。
根据文献调研，Jinmei Liu等在2014年报道了一篇简单的基于掺铒光纤作为增益光纤的布里渊光纤激光器文献。该文献使用掺铒光纤作为布里渊增益介质，长度为5.5米，其产生的增益谱宽窄，虽然激光器运行在单纵摸状态，但产生的布里渊斯托克斯光少，波长调谐范围小。同年Junfa Zhao等人利用205米的高非线性光纤作为布里渊增益，同时结合未泵浦源的掺铒光纤作为饱和吸收体和复合腔，使激光器运行在单纵摸状态。然而，长腔长会导致多纵摸以及其输出激光中心波长受腔内自由振荡腔模的影响，信噪比低，且只能单个波长输出，系统结构繁琐，而且价格昂贵，不易于产业化。专利申请“单纵摸多波长宽带可调谐布里渊激光发生方法及布里渊激光器”(公开号：CN 104617472 A)报道了利用10米长的单模光纤作为增益光纤，产生多波长布里渊斯托克斯光，但由于10米的单模光纤产生的布里渊斯托克斯光比较少。既要产生多个斯托克斯光又要使激光器运行在单纵摸状态，同时简化装置这是目前困难所在。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统及方法。该系统结构简单，易于实施，装置成本低廉，输出激光稳定，线宽窄，波长多，调谐范围宽和单纵摸运行，同时输出波长效果显著提高。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统，包括可调谐激光器、前耦合器、光谱仪、泵浦源、波分复用器、掺铒光纤、环形器、拉锥光纤、法拉第反射镜以及后耦合器；
可调谐激光器连接至前耦合器的前耦合器第一端口，前耦合器通过前耦合器第四端口连接至波分复用器的波分复用器公共端口，波分复用器的波分复用器输入端连接有泵浦源，且波分复用器通过波分复用器输出端连接至掺铒光纤，掺铒光纤连接至环形器的环形器第一端口，环形器通过环形器第二端口连接至拉锥光纤，拉锥光纤连接至法拉第反射镜，环形器的环形器第三端口连接至后耦合器的后耦合器第四端口，后耦合器的后耦合器第三端口和后耦合器第一端口相连组成子腔，后耦合器第二端口连接至前耦合器的前耦合器第二端口。布里渊增益谱宽与布里渊激光器自由频谱带宽相匹配。通过改变可调谐激光器TLS的波长使其与掺铒光纤激光器的增益范围相适应，产生相应的多波长布里渊光纤激光器，光纤激光器中光纤作为产生多波长增益介质，导致激光器腔体长度太长，进而影响输出光的纵模情况，腔长越长，纵模间隔越小，在主环形腔(LA)上耦合一个子级子腔(LB)。只有同时满足每个环形腔振荡条件的光波模式才能在复合腔中振荡输出。由于主、子腔对应的纵模间隔不同，根据游标效应，主、子腔组成的复合腔纵模间隔是每个环形腔相应的纵模间隔的最小公倍数，通过选择主、子腔长即增益光纤长度，其产生的纵摸间隔与布里渊增益相似(～20MHz)，即每个布里渊斯托克斯光运行在单纵摸状态，同时改变TLS的发射波长，即可获得多波长布里渊激光，复合光学谐振腔由主、子腔组成，根据布里渊增益(～20MHz)，增益光纤为150m，主腔长为2倍的增益光纤长度(300m)，子腔长为10m。根据游标效应，主、子腔组成的复合腔纵模间隔是每个环形腔相应的纵模间隔的最小公倍数。对应的复合腔纵摸间隔为20MHz，即每个布里渊斯托克斯光运行在单纵摸状态，子腔由一个分光比为50:50、2*2的后耦合器构成，长度为10m，拉锥光纤作为布里渊光纤激光器的增益介质，拉锥光纤是由普通的单模光纤通过熔融拉锥法拉制而成：通过将去掉涂覆层的普通单模光纤夹住，在氢氧焰下加热熔融，同时向两侧拉伸，最终在加热区形成双锥体结构。
进一步地，前耦合器的前耦合器第三端口上连接有光谱仪。
进一步地，所述拉锥光纤包括若干拉锥点间隔，相邻的两个拉锥点间隔之间有一个拉锥点。
进一步地，拉锥点间隔的长度L为5m，拉锥点的长度T为1cm。
进一步地，拉锥光纤包括30个拉锥点。
进一步地，拉锥点的最细处直径为72.51μm。
一种提高波长输出效率的方法，采用上述的一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统，可调谐激光器作为种子光源通过前耦合器第一端口，同时从前耦合器第四端口与波分复用器公共端口进入到掺铒光纤，波分复用器输入端与泵浦源相连接进而放大种子光，波分复用器输出端输出被掺铒光纤放大的光，然后通过环形器第一端口及环形器第二端口注入到拉锥光纤，同时经过法拉第反射镜，产生一阶布里渊斯托克斯光将沿着可调谐激光器反方向从环形器第三端口输出，从环形器第三端口出来的光再经过由后耦合器第三端口和后耦合器第一端口组成的子腔，进入后耦合器第四端口，进而经过后耦合器第二端口后进入前耦合器第二端口，进而通过被抽运的掺铒光纤进行放大，作为下一阶斯托克斯光的泵浦光，激发出下一阶布里渊斯托克斯光，循环往复，进而获得单纵摸、多波长、带宽可调谐布里渊激光。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供了一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统，由于使用拉锥光纤可以产生更的布里渊斯托克斯光，同时使用子腔增加复合腔的有效纵摸间隔，使其与布里渊增益带宽相匹配，最终使激光器装置运行在单纵摸状态。同时改变TLS的波长，实现大范围多波长可调谐，虽然TLS的线宽比较宽，但是布里渊光纤激光器具有强烈的线宽压窄作用，带宽宽的TLS通过产生布里渊斯托克斯光后线宽压窄到kHz，从而实现窄线宽激射。本发明系统结构简单，同时输出波长效果显著提高，相比同类激光器要想达到本发明系统的效果(多波长、窄线宽、可调谐范围大)，其增益光纤需要2千米，而本系统只需要150米，同时本发明系统的体积显著减小而且价格低廉，很好的解决了传统光纤激光器的缺点。
本发明方法将可调谐激光器作为种子光源通过前耦合器第一端口，同时从前耦合器第四端口与波分复用器公共端口进入到掺铒光纤，波分复用器输入端与泵浦源相连接进而放大种子光，波分复用器输出端输出被掺铒光纤放大的光，然后通过环形器第一端口及环形器第二端口注入到拉锥光纤，同时经过法拉第反射镜，产生一阶布里渊斯托克斯光将沿着可调谐激光器反方向从环形器第三端口输出，从环形器第三端口出来的光再经过由后耦合器第三端口和后耦合器第一端口组成的子腔，进入后耦合器第四端口，进而经过后耦合器第二端口后进入前耦合器第二端口，进而通过被抽运的掺铒光纤进行放大，作为下一阶斯托克斯光的泵浦光，激发出下一阶布里渊斯托克斯光，循环往复，进而获得单纵摸、多波长、带宽可调谐布里渊激光。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图：
图2为本发明系统中拉锥光纤示意图；
图3为本发明布里渊激光器的TLS调制1556nm，泵浦源功率从30mW增加到160mW过程中，从第一个耦合器的第三个端口输出的多波长光谱图；
图4为本发明在不同种子源功率的泵浦源光功率下，相同长度的单模光纤和拉锥光纤输出光谱图；其中a)、b)、c)、d)种子源功率分别为-8dBm,-4dBm,0dBm,4dBm；
图5为本发明没有加子腔和加了子腔后，激光器模式运行情况图，其中，a)是没有加子腔时激光器运行在多纵摸状态，b)是加了子腔后激光器运行在单纵摸状态(使用零拍频法测激光器运行状态)；
图6为本发明的第一阶斯托克斯光线宽测量图(使用自外差拍频法)；
图7为本发明的多波长调谐图。
其中，1、可调谐激光器；2、前耦合器；3、光谱仪；4、泵浦源；5、波分复用器；6、掺铒光纤；7、环形器；8、拉锥光纤；8-1、拉锥点间隔；8-2、拉锥点；9、法拉第反射镜；10、后耦合器；11、后耦合器第三端口；12、前耦合器第二端口；13、前耦合器第一端口；14、前耦合器第四端口；15、前耦合器第三端口；16、波分复用器公共端口；17、波分复用器输入端；18、波分复用器输出端；19、环形器第一端口；20、环形器第三端口；21、环形器第二端口；22、后耦合器第一端口；23、后耦合器第二端口；24、后耦合器第四端口，L表示拉锥点间隔的长度，T表示拉锥点的长度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
参见图1和图2，一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统，包括可调谐激光器1、前耦合器2、光谱仪3、泵浦源4、波分复用器5、掺铒光纤6、环形器7、拉锥光纤8、法拉第反射镜9以及后耦合器10；
可调谐激光器1连接至前耦合器2的前耦合器第一端口13，前耦合器2的前耦合器第三端口15上连接有光谱仪3，前耦合器2通过前耦合器第四端口14连接至波分复用器5的波分复用器公共端口16，波分复用器5的波分复用器输入端17连接有泵浦源4，且波分复用器5通过波分复用器输出端18连接至掺铒光纤6，掺铒光纤6连接至环形器7的环形器第一端口19，环形器7通过环形器第二端口21连接至拉锥光纤8，拉锥光纤8连接至法拉第反射镜9，环形器7的环形器第三端口20连接至后耦合器10的后耦合器第四端口24，后耦合器第三端口11和后耦合器第一端口22相连接组成系统的子腔LB，后耦合器第二端口23连接至前耦合器2的前耦合器第二端口12；本发明系统的主腔LA由前耦合器第四端口14、波分复用器公共端口16、波分复用器输出端口18、环形器第一端口19、环形器第二端口21、拉锥光纤8、法拉第反射镜9、环形器第三输出口20、后耦合器第二端口23、后耦合器第四端口24连接组成。拉锥光纤8包括若干拉锥点间隔8-1，相邻的两个拉锥点间隔8-1之间有一个拉锥点8-2，拉锥点间隔8-1的长度L为5m，拉锥点8-2的长度T为1cm，拉锥光纤8包括30个拉锥点8-2，拉锥点8-2的最细处直径为72.51μm，拉锥光纤的总长度为150米左右。
下面结合实施例对本发明做详细描述：
一种提高波长输出效率的多波长可调谐激光器系统，其由可调谐激光器(TLS)1、前耦合器2、光谱仪3、泵浦源4、波分复用器5、掺铒光纤6、环形器7、拉锥光纤8、法拉第反射镜(FRM)9和后耦合器10组成，如图1所示。
本发明的工作原理如下：所述可调谐激光器1作为种子光源通过前耦合器(90:10,2*2)2的前耦合器第一端口13，同时从前耦合器2的前耦合器第四端口14与波分复用器5的波分复用器公共端16相连，通过波分复用器5的波分复用器输出端18进入到掺铒光纤6，在掺铒光纤6中提供布里渊增益，波分复用器5的波分复用器输入端17与泵浦源4相连接进而放大种子光，波分复用器的波分复用器输出端18输出被掺铒光纤放大后的种子光，通过环形器7的环形器第一端口19经过环形器第二端口21注入到拉锥光纤8，同时经过法拉第反射镜9，产生一阶布里渊斯托克斯光将沿着TLS反方向从环形器的环形器第三端口20输出，从环形器第三端口20出来的光再经过由后耦合器(90:10,2*2)10组成的子腔(后耦合器10的后耦合器第二端口23和后耦合器第三端口11相连)，进入后耦合器的后耦合器第四端口24，进而通过后耦合器的后耦合器第一端口22，后耦合器第三端口11，经过后耦合器第二端口23进入前耦合器2的前耦合器第二端口12，进而通过被抽运的掺铒光纤，进行放大，作为下一阶斯托克斯光的泵浦光，激发出下一阶布里渊斯托克斯光，循环往复，进而获得单纵摸、多波长、带宽可调谐布里渊激光。
本发明为了提高波长输出效率使用了拉锥光纤，拉锥光纤8是产生布里渊斯托克斯光的关键部分，如图2所示。具体原因如下：本发明使用拉锥光纤作为布里渊增益，拉锥光纤8由普通单模光纤拉制而成，共有30个拉锥点8-2，每个拉锥点间隔8-1的长度为5米，拉锥点的直径越来越细，最细处达到72.51μm。拉锥光纤作为布里渊增益光纤产生布里渊斯托克斯光。布里渊斯托克斯光是由光纤中光子(光波)和声子(声波)相互作用产生的，本发明使用的拉锥光纤在拉锥点对光子和声子有很强的约束力，有利于产生多的布里渊斯托克斯光，由于拉锥光纤的长度短同时结合子腔可保证激光器运行在单纵摸状态。
所述如图3所示：首先，根据掺铒光纤的增益放大范围，所述设定从TLS发出的种子光波长为1556nm，功率为1dBm，经过第一个耦合器后功率为0.5dBm，通过掺铒光纤放大后注入到拉锥光纤，产生布里渊斯托克斯光。随着980nm泵浦源功率的增加，当泵浦源功率增加到25.6mW，一阶斯托克斯光产生。这说明本发明的泵浦源阈值即为25.6mW，继续增加980nm泵浦源的功率，产生的布里渊波长会逐渐增加，在41.7mW泵浦源功率下，已经可以观察到3个布里渊斯托克斯光波长输出。泵浦源功率从30mW增加到160mW后,波长逐步增加到12条，波长间隔为0.089nm，光信噪比为40dB,是典型的布里渊光纤激光器。
所述拉锥光纤是产生布里渊斯托克斯光的关键部分，为了对比本发明的拉锥光纤比相同长度单模光纤产生的布里渊斯托克斯光多，本发明选取了相同长度的单模光纤，进行对比，所述条件和使用拉锥光纤作为增益光纤的条件相同。所述本发明固定980nm泵浦源光源的输出功率为131.5mW,TLS的工作波长为1558nm，改变其功率大小，功率分别为-8dBm、-4dBm、0dBm、4dBm，对比两种光纤产生的布里渊光条数。
如图4所示，可知不同TLS功率下，相同长度的拉锥光纤比单模光纤产生的条数要多，进一步说明本发明高布里渊阈值拉锥光纤产生布里渊光条数的优点。
后耦合器是保证激光器运行在单纵摸状态的重要组成部分。本发明将子腔加入到主腔后，设有两个腔腔长分别为LA，LB，根据游标效应，复合腔腔体的纵摸间隔(FSR)由两个腔的FSR决定，复合腔腔体的FSR可表示为:
FSR＝2mFSRA+(2n+1)FSRB(1)
上公式(1)中m、n为正整数，FSRA为系统主腔的纵摸间隔，FSRB为系统子腔的纵摸间隔，子腔长度为10m。根据游标效应，由主腔和子腔组成的复合腔的纵模间隔是主、子腔相应的纵模间隔的最小公倍数，于是复合腔将有较大的纵模间隔，与布里渊增益带宽相匹配，从而可以有效的抑制模式竞争，实现单纵摸的运行。如图5所示。所述由于布里渊具有线宽压窄作用，布里渊斯托克斯光要比TLS的线宽要窄的多。如下图6所示，本发明利用自外差拍频法测量了第一阶斯托克斯光的线宽。
本发明实现多波长的具体方法是使布里渊增益谱宽与布里渊激光器自由频谱带宽相匹配。通过改变TLS的波长使其与掺铒光纤激光器的增益范围相适应，产生相应的多波长布里渊光纤激光器。因此本发明的调谐范围是由TLS的波长范围和掺铒光纤放大器的增益放大范围所决定。布里渊一阶斯托克斯光是由TLS的波长决定。如图7所示，980nm泵浦光光功率为110mW，TLS功率为5.3mW时，本发明输出激光具有1544nm到1560nm，16nm的可调范围，可调谐范围广。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统，其特征在于，包括可调谐激光器(1)、前耦合器(2)、光谱仪(3)、泵浦源(4)、波分复用器(5)、掺铒光纤(6)、环形器(7)、拉锥光纤(8)、法拉第反射镜(9)以及后耦合器(10)；
可调谐激光器(1)连接至前耦合器(2)的前耦合器第一端口(13)，前耦合器(2)通过前耦合器第四端口(14)连接至波分复用器(5)的波分复用器公共端口(16)，波分复用器(5)的波分复用器输入端(17)连接有泵浦源(4)，且波分复用器(5)通过波分复用器输出端(18)连接至掺铒光纤(6)，掺铒光纤(6)连接至环形器(7)的环形器第一端口(19)，环形器(7)通过环形器第二端口(21)连接至拉锥光纤(8)，拉锥光纤(8)连接至法拉第反射镜(9)，环形器(7)的环形器第三端口(20)连接至后耦合器(10)的后耦合器第四端口(24)，后耦合器(10)的后耦合器第三端口(11)和后耦合器第一端口(22)相连组成子腔，后耦合器第二端口(23)连接至前耦合器(2)的前耦合器第二端口(12)。
2.根据权利要求1所述的一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统，其特征在于，前耦合器(2)的前耦合器第三端口(15)上连接有光谱仪(3)。
3.根据权利要求1所述的一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统，其特征在于，所述拉锥光纤(8)包括若干拉锥点间隔(8-1)，相邻的两个拉锥点间隔(8-1)之间有一个拉锥点(8-2)。
4.根据权利要求3所述的一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统，其特征在于，拉锥点间隔(8-1)的长度L为5m，拉锥点(8-2)的长度T为1cm。
5.根据权利要求4所述的一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统，其特征在于，拉锥光纤(8)包括30个拉锥点(8-2)。
6.根据权利要求4所述的一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统，其特征在于，拉锥点(8-2)的最细处直径为72.51μm。
7.一种提高波长输出效率的方法，采用权利要求1所述的一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统，其特征在于，可调谐激光器(1)作为种子光源通过前耦合器第一端口(13)，同时从前耦合器第四端口(14)与波分复用器公共端口(16)进入到掺铒光纤(6)，波分复用器输入端(17)与泵浦源(4)相连接进而放大种子光，波分复用器输出端(18)输出的光被掺铒光纤(6)放大，然后通过环形器第一端口(19)及环形器第二端口(21)注入到拉锥光纤(8)，同时经过法拉第反射镜(9)，产生一阶布里渊斯托克斯光将沿着可调谐激光器(1)反方向从环形器第三端口(20)输出，从环形器第三端口(20)出来的光再经过后耦合器第四端口(24)，进入由后耦合器第三端口(11)和后耦合器第一端口(22)组成的子腔，进而经过后耦合器第二端口(23)后进入前耦合器第二端口(12)，进而通过被抽运的掺铒光纤进行放大，作为下一阶斯托克斯光的泵浦光，激发出下一阶布里渊斯托克斯光，循环往复，进而获得单纵摸、多波长、带宽可调谐布里渊激光。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207426394U (zh) * 2017-10-27 2018-05-29 西安深瞳智控技术有限公司 一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统
CN108931486B (zh) * 2018-05-23 2020-12-01 长飞光纤光缆股份有限公司 一种掺镱光纤的纤芯吸收系数测试系统及方法
CN111129936B (zh) * 2019-12-13 2021-04-02 北京无线电计量测试研究所 一种锁模脉冲激光的产生装置及方法
CN112636838B (zh) * 2020-12-20 2022-05-13 桂林电子科技大学 一种短距多波长多模通信系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6307667B1 (en) * 1999-12-02 2001-10-23 Tycom (Us) Inc. Gain-clamped erbium-doped fiber amplifier with pulsed compensating laser signal
US6359725B1 (en) * 1998-06-16 2002-03-19 Xtera Communications, Inc. Multi-stage optical amplifier and broadband communication system
GB2391692A (en) * 2002-08-08 2004-02-11 Univ Bristol A lasing device with a ring cavity
CN101191972A (zh) * 2006-12-01 2008-06-04 中国科学院半导体研究所 输出波长与功率稳定的可调谐单频掺铒光纤环形腔激光器
CN102496843A (zh) * 2011-12-30 2012-06-13 东南大学 单点注入式有源并联子腔的单纵模窄线宽光纤激光器
CN103149628A (zh) * 2013-03-05 2013-06-12 重庆大学 用于制作超窄线宽光纤激光器的微拉锥光纤及激光器
CN103247934A (zh) * 2013-04-27 2013-08-14 长春理工大学 宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器
CN105958314A (zh) * 2016-06-23 2016-09-21 华中科技大学 一种单纵模窄线宽布里渊激光器
CN106410599A (zh) * 2016-10-31 2017-02-15 华南理工大学 布里渊单纵模移频光纤激光器
CN107248692A (zh) * 2017-05-19 2017-10-13 武汉理工大学 一种超窄线宽波长可调的复合腔光纤激光器
CN207426394U (zh) * 2017-10-27 2018-05-29 西安深瞳智控技术有限公司 一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6359725B1 (en) * 1998-06-16 2002-03-19 Xtera Communications, Inc. Multi-stage optical amplifier and broadband communication system
US6307667B1 (en) * 1999-12-02 2001-10-23 Tycom (Us) Inc. Gain-clamped erbium-doped fiber amplifier with pulsed compensating laser signal
GB2391692A (en) * 2002-08-08 2004-02-11 Univ Bristol A lasing device with a ring cavity
CN101191972A (zh) * 2006-12-01 2008-06-04 中国科学院半导体研究所 输出波长与功率稳定的可调谐单频掺铒光纤环形腔激光器
CN102496843A (zh) * 2011-12-30 2012-06-13 东南大学 单点注入式有源并联子腔的单纵模窄线宽光纤激光器
CN103149628A (zh) * 2013-03-05 2013-06-12 重庆大学 用于制作超窄线宽光纤激光器的微拉锥光纤及激光器
CN103247934A (zh) * 2013-04-27 2013-08-14 长春理工大学 宽带可调谐多波长布里渊光纤激光器
CN105958314A (zh) * 2016-06-23 2016-09-21 华中科技大学 一种单纵模窄线宽布里渊激光器
CN106410599A (zh) * 2016-10-31 2017-02-15 华南理工大学 布里渊单纵模移频光纤激光器
CN107248692A (zh) * 2017-05-19 2017-10-13 武汉理工大学 一种超窄线宽波长可调的复合腔光纤激光器
CN207426394U (zh) * 2017-10-27 2018-05-29 西安深瞳智控技术有限公司 一种提高波长输出效率的单纵摸多波长可调谐激光器系统

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