CN204333582U - 可切换可调谐掺铥光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于光纤激光器领域，涉及了一种基于光纤萨格纳克环形镜的可切换可调谐掺铥光纤激光器。本实用新型将掺铒光纤激光器的输出端与隔离器的输入端用光纤连接；隔离器的输出端与波分复用器的泵浦端用光纤连接；1∶1的1*2耦合器、保偏光纤和偏振控制器光纤连接构成萨格纳克环形镜；波分复用器、掺铥光纤、8∶2的2*2耦合器和萨格纳克环形镜光纤连接形成激光器谐振腔。基于保偏光纤形成的萨格纳克干涉滤波原理，利用偏振控制器对萨格纳克滤波器的梳妆滤波谱进行控制，通过梳妆滤波谱移动实现掺铥光纤激光器激光输出在双波长单波长间可切换，单波长激光输出范围可调谐。本实用新型具有制作工艺简单、成本低、调谐方式简单等优点。

Description

可切换可调谐掺铥光纤激光器

技术领域

本实用新型属于光纤激光器技术领域，特别涉及了一种基于光纤萨格纳克环形镜的可切换可调谐掺铥光纤激光器。

背景技术

随着当今对激光技术要求的不断提高，传统的气体和固体激光器渐渐不能满足在一些场合上的应用，而有源光纤激光器由于具有高的能效比、输出光束质量好、输出波长范围宽、体积小、重量轻、易于维护、寿命长、适于在恶劣条件下工作等优点，近年来取得了飞速发展。但随着输出功率的进一步提高，人们越来越发现保障人眼安全问题成为光纤激光器发展的重要问题。掺铥光纤激光输出在2微米左右，属于人眼安全的工作波段(＞1.4微米)，水中的吸收系数高，大气穿透能力强且存在几个低损耗的窗口，在测距、雷达、遥感、探测空间、光通信、医疗、军事等领域有着广泛的应用。

同时由于在光纤传感、光纤设备检测和波分复用光通信系统中的巨大潜在应用，激光输出波长的可控行，包括波长的切换、可调谐和多波长技术越来越受到人们的广泛关注。

目前已有报告的掺铥光纤激光器的研究主要集中在如何提高激光功率输出和实现激光脉冲输出上。少数关于波长控制的掺铥光纤激光器研究主要采用的波长控制手段包括：1)可调谐的F-P滤波器；2)数字化可编程的微透镜组；3)衍射光栅。它们的价格都比较昂贵，不具备市场化推广潜力。因此，开发一种制作工艺简单、成本较低的可切换可调谐掺铥光纤激光器具有重要的应用价值。

发明内容

本实用新型就是针对现有技术的不足，提出了一种基于光纤萨格纳克环形镜的可切换可调谐掺铥光纤激光器。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案：

本实用新型包括一台掺铒光纤激光器、一个隔离器、一个波分复用器、一段掺铥光纤、一个8∶2的2*2耦合器、一个1∶1的1*2耦合器、一段保偏光纤、一个偏振控制器。

掺铒光纤激光器的输出端与隔离器的输入端用光纤连接；隔离器的输出端与波分复用器的泵浦端用光纤连接；波分复用器的公共端与掺铥光纤的一端用光纤连接；掺铥光纤的另一端与8∶2的2*2耦合器一个方向的大功率分比端用光纤连接；8∶2的2*2耦合器一个方向的小功率分比端作为掺铥光纤激光器的输出端口；8∶2的2*2耦合器另一个方向的两个端口光纤连接形成闭合环路；波分复用器的信号端和1∶1的1*2耦合器的输入端用光纤连接；1∶1的1*2耦合器的一个输出端和保偏光纤的一端用光纤连接；保偏光纤的另一端和偏振控制器的一端用光纤连接；偏振控制器的另一端和1∶1的1*2耦合器的另一个输出端用光纤连接。

本实用新型主要适用于光纤传感、光纤设备检测等领域，基于保偏光纤形成的萨格纳克干涉滤波原理，利用偏振控制器对萨格纳克滤波器的梳妆滤波谱进行控制，通过梳妆滤波谱移动实现掺铥光纤激光器激光输出在双波长单波长间可切换，单波长激光输出范围可调谐。本实用新型具有制作工艺简单、成本低、调谐方式简单等优点。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为激光器运行在单波长模式下的可调谐光谱图；

图3为激光器运行在稳定的双波长模式下的激光光谱图。

具体实施方式

如图1所示，制作基于光纤萨格纳克环形镜的可切换可调谐掺铥光纤激光器装置包括一台掺铒光纤激光器1、一个隔离器2、一个波分复用器3、一段掺铥光纤4、一个8∶2的2*2耦合器5、一个1∶1的1*2耦合器6、一段保偏光纤7、一个偏振控制器8。

将掺铒光纤激光器1的输出端与隔离器2的输入端用光纤连接；隔离器2的输出端与波分复用器3的泵浦端用光纤连接；波分复用器3的公共端与掺铥光纤4的一端用光纤连接；掺铥光纤4的另一端与8∶2的2*2耦合器5一个方向的大功率分比端用光纤连接；8∶2的2*2耦合器5一个方向的小功率分比端作为掺铥光纤激光器的输出端口；8∶2的2*2耦合器5另一个方向的两个端口光纤连接形成闭合环路；波分复用器3的信号端和1∶1的1*2耦合器6的输入端用光纤连接；1∶1的1*2耦合器6的一个输出端和保偏光纤7的一端用光纤连接；保偏光纤7的另一端和偏振控制器8的一端用光纤连接；偏振控制器8的另一端和1∶1的1*2耦合器6的另一个输出端用光纤连接。

该可切换可调谐掺铥光纤激光器具体工作过程如下：

(1)将掺铒光纤激光器的输出端与隔离器的输入端用光纤连接；隔离器的输出端与波分复用器的泵浦端用光纤连接；波分复用器的公共端与掺铥光纤的一端用光纤连接；掺铥光纤的另一端与8∶2的2*2耦合器一个方向的大功率分比端用光纤连接；8∶2的2*2耦合器一个方向的小功率分比端作为掺铥光纤激光器的输出端口；8∶2的2*2耦合器另一个方向的两个端口光纤连接形成闭合环路；波分复用器的信号端和1∶1的1*2耦合器的输入端用光纤连接；1∶1的1*2耦合器的一个输出端和保偏光纤的一端用光纤连接；保偏光纤的另一端和偏振控制器的一端用光纤连接；偏振控制器的另一端和1∶1的1*2耦合器的另一个输出端用光纤连接。所选用的保偏光纤和掺铥光纤长度分别为145.5厘米和4米，掺铒光纤激光器最大输出为20瓦；

(2)开启掺铒光纤激光器，使得输出泵浦激光功率大于500mW；

(3)调节偏振控制器，使得萨格纳克滤波器的梳妆滤波谱某一个波谱周期覆盖掺铥光纤增益峰值，使得仅有一个波长的增益达到最大，掺铥光纤激光器就可以稳定地输出相应波段的单波长激光；微调偏振控制器可以获得可调谐单波长激光输出，其可调谐光谱如图2所示。

(4)调节偏振控制器，使得萨格纳克滤波器的梳妆滤波谱某两个波峰附近所在波长的增益竞争达到平衡，掺铥光纤激光器就可以稳定地输出相应波段的双波长激光；图3是光谱仪观测到的1860纳米附近波长间隔为4.6纳米的双波长激光光谱图。

Claims (1)

1.基于光纤萨格纳克环形镜的可切换可调谐掺铥光纤激光器，包括一台掺铒光纤激光器、一个隔离器、一个波分复用器、一段掺铥光纤、一个8∶2的2*2耦合器、一个1∶1的1*2耦合器、一段保偏光纤、一个偏振控制器，其特征在于：

掺铒光纤激光器的输出端与隔离器的输入端用光纤连接；隔离器的输出端与波分复用器的泵浦端用光纤连接；波分复用器的公共端与掺铥光纤的一端用光纤连接；掺铥光纤的另一端与8∶2的2*2耦合器一个方向的大功率分比端用光纤连接；8∶2的2*2耦合器一个方向的小功率分比端作为掺铥光纤激光器的输出端口；8∶2的2*2耦合器另一个方向的两个端口光纤连接形成闭合环路；波分复用器的信号端和1∶1的1*2耦合器的输入端用光纤连接；1∶1的1*2耦合器的一个输出端和保偏光纤的一端用光纤连接；保偏光纤的另一端和偏振控制器的一端用光纤连接；偏振控制器的另一端和1∶1的1*2耦合器的另一个输出端用光纤连接。