CN202260115U - 一种线性可调谐短直腔光纤激光器 - Google Patents

一种线性可调谐短直腔光纤激光器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种线性可调谐短直腔光纤激光器，它包括泵浦光源(1)、第一光纤隔离器(2)、波分复用器(3)、低反射光纤光栅(4)、饵镱共掺光纤(5)、高反射光纤光栅(6)、第二光纤隔离器(7)、压电陶瓷(8)和压电陶瓷驱动器(9)；用低反射光纤光栅和高反射光纤光栅提供光反馈，泵浦光源输出光进入由低反射光纤光栅、饵镱共掺光纤和高反射光纤光栅组成的谐振腔，激光通过低反射光纤光栅端输出。光纤谐振腔固定在压电陶瓷上，位移传感器对压电陶瓷的伸长和缩短步长进行非线性补偿，可以实现线性可调谐短直腔激光的输出，并且利用锯齿波或三角波驱动实现线性自动调谐。本实用新型结构简单、易于制造，可用于光纤传感领域的相干检测光源。

Description

一种线性可调谐短直腔光纤激光器
技术领域
本发明涉及一种线性可调谐短直腔光纤激光器，更特别地说，是指一种能够保持激光输出呈线性调谐的短直腔可调谐光纤激光器。
背景技术
光纤激光器是在光放大器的技术基础上发展起来的，与光放大器类似，它的增益介质是一段掺杂光纤，和相应的器件组合成一个有源谐振腔，一般是在半导体激光的泵浦下实现激光的输出。作为一种新型的光源它具有独特的优点：泵浦阈值低，能量密度高，转换效率高，抗电磁干扰，制作简单等等，尤其可以很容易获得光纤通信C波段的输出，并与光纤系统容易耦合。光纤激光器适用于高端测试、光纤传感等领域。
可调谐光纤激光器在大容量长距离光纤通信系统、光纤和光电子器件与系统测量、以及光纤传感等领域具有广阔的应用前景。尤其是线性可调谐激光器在相干检测的领域占有重要的地位。目前实现波长线性可调谐的光纤激光器方式有两种：一种是热调谐，即采用升温和降温的方式对光纤激光器进行调谐。这种方式虽然调谐范围较大，但是调谐速度慢，调谐精度、重复性和线性度很差。另一种是采用基于压电陶瓷的调谐，即利用压电陶瓷的伸长和收缩对光纤激光器谐振腔进行调谐，这种方式调谐速度快，但是调谐范围窄，而且由于压电陶瓷固有的非线性和磁滞特性，重复性和线性度差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对可调谐光纤激光器领域所存在的上述问题，提供一种较大调谐范围、线性调谐、工艺简单、成本低廉、性能稳定且易于工业化生产的线性可调谐短直腔光纤激光器
本发明的技术方案是该激光器包括：泵浦光源、第一光纤隔离器、波分复用器、低反射光纤光栅、饵镱共掺光纤、高反射光纤光栅、第二光纤隔离器、压电陶瓷、压电陶瓷驱动器。在饵镱共掺光纤两端写制低反射光纤光栅和高反射光纤光栅，形成线性可调谐短直腔激光器的谐振腔。所发明的线性可调谐短直腔光纤激光器各器件间的连接方式是：第一光纤隔离器与泵浦光的输出端相连，第一光纤隔离器的输出端与波分复用器的泵浦光输入端相连，波分复用器的的输出端与饵镱共掺光纤相连，饵镱共掺光纤的两端分别接低反射光纤光栅和高反射光纤光栅，构成激光器的谐振腔，低反射光纤光栅的透射端通过波分复用器的激光输出端输出，波分复用器的激光输出端与第二光纤隔离器相连。由低反射光纤光栅、饵镱共掺光纤和高反射光纤光栅构成的激光器谐振腔固定在压电陶瓷上，由压电陶瓷驱动器控制压电陶瓷的线性伸长和缩短，实现了光纤激光器的线性可调谐。
所述的一种线性可调谐短直腔光纤激光器，利用压电陶瓷的伸缩特性实现可调谐短直腔光纤激光器的快速调谐，调谐频率可以达到100赫兹，调谐范围接近0.8nm。利用附在压电陶瓷管壁的位移传感器对压电陶瓷的非线性和磁滞特性进行实时修正，补偿了压电陶瓷本身固有的磁滞特性，重复性和线性度很好，实现了可调谐短直腔光纤激光器的线性调谐。
与已有技术方案相比，本发明具有的有益效果：线性调谐，调谐范围宽，可以利用三角波或锯齿波实现自动调谐，调谐频率高达100赫兹，器件结构简单，易于制作、成本低、可以获得稳定的线性可调谐单频激光输出。
附图说明
图1一种线性可调谐短直腔光纤激光器基本组成结构图
具体实施方式
本发明公开了一种新型线性可调谐短直腔光纤激光器，用压电陶瓷和位移传感器以及简单的结构实现了线性调谐、单纵模激光输出的功能。
请参见图1所示，本发明是一种线性可调谐短直腔光纤激光器，所述的泵浦光源(1)通过第一光纤隔离器(2)连接在光纤波分复用器(3)的C端上，光纤波分复用器(3)的A端与激光谐振腔的低反射光纤光栅(4)熔接，光纤波分复用器(3)的B端与第二光纤隔离器(7)熔接。由低反射光纤光栅(4)、饵镱共掺光纤(5)和高反射光纤光栅(6)组成的激光谐振腔固定在压电陶瓷(8)上，压电陶瓷驱动器(9)自动控制压电陶瓷(8)的伸长和缩短，同时附在压电陶瓷(8)上的位移传感器实时对其伸长和缩短进行误差补偿，从而实现了可调谐短直腔光纤激光器的线性调谐。
请参见图1所示，本发明是一种线性可调谐短直腔光纤激光器，所述的泵浦光源(1)采用的是波长为974nm的半导体激光器，泵浦光源(1)输出的泵浦光经第一光纤隔离器(2)，从光纤波分复用器(3)的C端进入，经光纤波分复用器(3)的A端，通过低反射光纤光栅(4)，传输给饵镱共掺光纤(5)，饵镱共掺光纤(5)吸收泵浦光后会产生荧光，荧光在由低反射光纤光栅(4)、饵镱共掺光纤(5)和高反射光纤光栅(6)组成的激光谐振腔中往返反射，当吸收的能量大于损耗的能量，激光从低反射光纤光栅(4)透射，经光纤波分复用器(3)的B端和第二光纤隔离器(7)输出。由低反射光纤光栅(4)、饵镱共掺光纤(5)和高反射光纤光栅(6)组成的激光谐振腔固定在压电陶瓷(8)上，压电陶瓷驱动器(9)控制压电陶瓷(8)的伸长和缩短，改变激光谐振腔的长度，达到可调谐的目的。附着在压电陶瓷(8)上的位移传感器实时对压电陶瓷(8)的伸长和缩短进行实时监测，当改变的步长不一致，压电陶瓷驱动器(9)根据位移传感器反馈的信息进行纠正和补偿，从而实现可调谐短直腔光纤激光器的线性调谐。
本发明利用附有位移传感器的压电陶瓷和线性短直腔结构实现了单纵模线性可调谐激光输出；通过在压电陶瓷上加入位移传感器，使得位移传感器实时监测压电陶瓷的伸长和缩短步长，对压电陶瓷的非线性和磁滞进行补偿和修正，实现了可调谐短直腔光纤激光器的线性调谐。

Claims (5)

1.一种线性可调谐短直腔光纤激光器，该激光器包括：泵浦光源，第一光纤隔离器，波分复用器，低反射光纤光栅，饵镱共掺光纤，高反射光纤光栅，第二光纤隔离器，压电陶瓷，压电陶瓷驱动器；其特征是：所述的泵浦光源(1)输出的光通过第一光纤隔离器(2)，经波分复用器(3)的C端进入，经光纤波分复用器(3)的A端通过低反射光纤光栅(4)，传输给饵镱共掺光纤(5)，饵镱共掺光纤(5)吸收泵浦光后会产生荧光，所述荧光在饵镱共掺光纤(5)、低反射光纤光栅(4)和高反射光纤光栅(6)中多次反射，当吸收的能量大于消耗的能量，激光就从低反射光纤光栅(4)和光纤波分复用器(3)的B端，经第二光纤隔离器(7)输出。由低反射光纤光栅(4)、饵镱共掺光纤(5)和高反射光纤光栅(6)组成的光纤谐振腔粘贴固定在压电陶瓷(8)上，压电陶瓷由压电陶瓷驱动器(9)自动控制伸长和压缩，实现光纤激光器的自动线性调谐。
2.根据权利要求1所述的一种线性可调谐短直腔光纤激光器，其特征在于：所述低反射光纤光栅(4)和高反射光纤光栅(6)共同组成匹配光纤光栅对，起到反射镜的作用。
3.根据权利要求1所述的一种线性可调谐短直腔光纤激光器，其特征在于：所述低反射光纤光栅(4)、饵镱共掺光纤(5)和高反射光纤光栅(6)形成线性谐振腔。
4.根据权利要求1所述的一种线性可调谐短直腔光纤激光器，其特征在于：所述泵浦光源(1)是采用波长为974nm的半导体激光器。
5.根据权利要求1所述的一种线性可调谐短直腔光纤激光器，其特征在于：压电陶瓷(8)和压电陶瓷驱动器(9)组成自动线性调谐装置。
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