CN1322641C - 分布反馈单纵模光纤激光器 - Google Patents

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Abstract

一种分布反馈单纵模光纤激光器，包括一DFB光纤激光器，其构成是：所述的DFB光纤激光器光纤的两端用紫外硅胶固定在一薄金属板上，该金属板则放置于半导体陶瓷片上，在金属板与半导体陶瓷片之间有一层导热硅胶，该半导体陶瓷片又置于一散热板上，所述的金属板通过一热敏电阻与温度控制电源的控制极相连，所述的半导体陶瓷片的两端分别通过两导线与所述的温度控制电源的两极相连，上述各单元，除温度控制电源外，均被封装在一隔热罩内，所述的DFB光纤激光器光纤的一端伸出于所述的隔热罩外，并经一波分复用器与一激光泵浦源相连，该波分复用器的第三端经一光纤隔离器构成本发明激光器的输出端。

Description

分布反馈单纵模光纤激光器
技术领域
本发明涉及光纤激光器，特别是一种稳定运行的可调谐
Figure C20051002701000031
相移的分布反馈-distributed feedback(DFB)单纵模光纤激光器。该激光器可用作惯性约束核聚变激光驱动器前端系统中的主振荡器，可用于光纤传感器以及光谱分析装置中。
背景技术
在掺Yb(镱)光纤上刻写光栅，则获得掺Yb光纤DFB激光器。在均匀刻写的DFB激光器几何中心产生
Figure C20051002701000032
相移，则制作出单纵模光纤激光器。此类激光器的波长可由下式确定：
λ＝2nΛ
其中，λ为DFB激光器运行波长，n为光纤有效折射率，∧为光栅周期。因此，当改变光栅周期∧的值时，则可改变DFB激光器的运行波长。通过改变温度及施加不同大小的拉力可改变光栅周期∧的值。
问题的提出
已有的调谐方法有两种：
1、直接改变DFB激光器的温度获得DFB激光器的调谐输出。
2、通过机械手段改变施加于DFB激光器的拉力大小可调谐DFB激光器的激光运行波长。
第一种方法，即使温度变化范围为100摄氏度，波长调谐范围也小于1nm。且100摄氏度的温变范围，如须长期稳定工作于低温区(小于-30摄氏度)则对温度调节控度系统要求很高，且运行成本高。而工作温度高于50摄氏度对DFB激光器的特性及周围其它器件的性能都会产生不利影响。
第二种方法由于是采用机械装置通过改变施加于DFB激光器的拉力大小来调谐DFB激光器的激光运行波长，因此环境温度变化既会引起波长工作点的漂移，也不易使系统长期稳定工作于某一波长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种分布反馈单纵模光纤激光器，既要获得波长调谐范围宽，又要克服环境温度变化引起波长工作点的漂移，使工作波长更稳定。
本发明的技术方案如下：
一种分布反馈单纵模光纤激光器，包括一DFB光纤激光器，其构成是：所述的DFB光纤激光器两端的光纤分别用紫外硅胶固定在一薄金属板上，该金属板则放置于半导体陶瓷片上，在金属板与半导体陶瓷片之间有一层导热硅胶，该半导体陶瓷片又置于一散热板上，所述的金属板通过一热敏电阻与温度控制电源的控制极相连，以控制所述的DFB光纤激光器的温度，所述的半导体陶瓷片的两端分别通过两导线与所述的温度控制电源的两极相连，上述各单元，除温度控制电源外，均被封装在一隔热罩内，所述的DFB光纤激光器的输出端伸出于所述的隔热罩外，经一波分复用器与一激光泵浦源相连，所述的波分复用器的第三端经一光纤隔离器构成本发明激光器的输出端。
所述的DFB光纤激光器为掺镱DFB光纤激光器或掺铒DFB光纤激光器。
所述的金属板为铝板。
本发明激光器的优点是：
(1)由于铝块的热胀系数(26×10-6/k)远大于石英光纤的热胀系数(5.5×10-7/k)，因此采用以上结构，与直接调节DFB温度的方法相比，使得激光可调谐波长范围大大增加(从1nm增至3.4nm)，而所须改变的温度范围却很小。
(2)采用电温控调节方法比直接采用机械拉伸的方法，精度高、稳定可靠且重复性好。
(3)温控与隔热罩配合，使系统受环境的影响大大降低，激光器的单纵模运行波长稳定性好。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图
图中：
1-散热板，2-半导体陶瓷片，3-导热硅胶，4-热敏电阻，5-条状金属板，6-掺Yb DFB光纤激光器，7、8-紫外胶，9-温度控制电源，10，11-导电线，12-光纤隔离器，，14-半导体激光器。
具体实施方式
请参见图1，图1是本发明实施例1的结构示意图，由图可见，本发明分布反馈单纵模光纤激光器的构成是：一掺Yb DFB光纤激光器6光纤(长10cm)的两端用紫外硅胶7，8固定在一薄铝板5上，该铝板5则放置于半导体陶瓷片2上，在铝板5与半导体陶瓷片2之间有一层导热硅胶3，该半导体陶瓷片2又置于一散热板1上，所述的铝板5通过一热敏电阻4与温度控制电源9的控制极相连，所述的半导体陶瓷片2的两端分别通过两导线10，11与所述的温度控制电源9的两电极相连，上述各单元，除温度控制电源9外，均被封装在一隔热罩内，所述的掺YbDFB光纤激光器6光纤的一端伸出于所述的隔热罩外，经一波分复用器13与一半导体激光器14相连，所述的波分复用器13的第三端经一光纤隔离器12构成本发明激光器的输出端。
通过改变半导体陶瓷片的驱动电源——温度控制电源9的电功率，可改变半导体陶瓷片2及铝板5的温度，当铝板5的长度随温度变化时，固定于其上的掺Yb光纤DFB结构的周期∧也发生变化，从而达到了调谐激光运行波长的目的。另外，装置中的2-8单元被封装在隔热罩内，因此本发明装置的核心部件受环境的影响大大降低，激光器的单纵模运行波长稳定性好。
经试用证明：本发明分布反馈单纵模光纤激光器，可从1052.4nm调谐运行至1055.8nm。波长调谐范围为3.4nm，换算为频率变化范围为1020GHz。使用固定F-P扫描干涉仪测得调谐精度约100MHz。而当把以上激光器的波长调谐至上述范围的任意值后，再使用固定F-P扫描干涉仪观察激光器运行波长的稳定性，所使用固定F-P干涉仪的光谱分辨率约为30MHz，通过目测，没有观察到单纵模激光干涉环的漂移现象，由此推断，本发明激光器的单纵模频率稳定性漂移涨落小于30MHz。激光器的最大输出功率为30mW，输出功率涨落小于5‰。
实施例2与实施例1的区别仅在于所述的DFB光纤激光器6是一掺铒DFB光纤激光器。其技术效果同上，使用范围更广，更具有实用价值。

Claims (3)

1、一种分布反馈单纵模光纤激光器，包括一DFB光纤激光器(6)，其特征在于所述的DFB光纤激光器(6)两端的光纤分别用紫外硅胶(7，8)固定在一薄金属板(5)上，该金属板(5)则放置于半导体陶瓷片(2)上，在金属板(5)与半导体陶瓷片(2)之间是一层导热硅胶(3)，该半导体陶瓷片(2)又置于散热板(1)上，所述的金属板(5)通过一热敏电阻(4)与温度控制电源(9)的控制极相连，以控制所述的DFB光纤激光器(6)的温度，所述的半导体陶瓷片(2)的两端分别通过两导线(10，11)与所述的温度控制电源(9)的两电极相连，上述各单元，除温度控制电源(9)外，均被封装在一隔热罩内，所述的DFB光纤激光器(6)的输出端伸出于所述的隔热罩外，经一波分复用器(13)与一激光泵浦源(14)相连，所述的波分复用器(13)的第三端经一光纤隔离器(12)构成本发明激光器的输出端。
2、根据权利要求1所述的分布反馈单纵模光纤激光器，其特征在于所述的DFB光纤激光器(6)为掺镱DFB光纤激光器或掺铒DFB光纤激光器。
3、根据权利要求1所述的分布反馈单纵模光纤激光器，其特征在于所述的金属板(5)为铝板。
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