CN204577827U - 一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器，属于光纤激光器技术领域，由第一光纤光栅、第一随机相移光纤光栅、拉曼泵浦激光源、波分复用器、单模光纤、第二随机相移光纤光栅、第二光纤光栅组成。本实用新型采用普通光纤光栅反射泵浦光，随机相移光纤光栅提供随机光反馈，可以有效降低激光阈值功率。采用受激拉曼效应实现光增益，可以改变拉曼泵浦光波长和各光纤光栅中心波长，获得不同波长的随机激光输出。该激光器具有结构简单、制作容易、阈值功率低等特点。

Description

一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器

技术领域

本实用新型涉及一种随机光纤激光器，尤其涉及一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器，属于光纤激光器技术领域。

背景技术

随机光纤激光器是近几年才发展起来的一种新型光纤激光器，它在结构上区别于传统激光器，即无反射镜，光的反馈通过光纤中随机反馈来实现。现在大多数随机光纤激光器是基于光纤中瑞利散射实现随机分布反馈。由于光纤中的瑞利散射非常弱，这样的随机光纤激光器往往需要长距离的光纤(几十公里)，且阈值功率高。为了克服随机光纤激光器中瑞利散射较弱的问题，人们提出在掺稀土元素光纤上刻写光纤光栅，提供随机反馈，从而缩短随机反馈的距离，降低阈值功率。然而，为了获得足够的增益，该方法需要在掺稀土元素光纤上刻写较长的光纤光栅(几十厘米)，制作工艺复杂，刻写不容易。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的提供一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器，该激光器具有结构简单、制作容易、阈值功率低等特点。

本实用新型为解决技术问题所采取的技术方案为：

一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器，包括第一光纤光栅(1)，第一随机相移光纤光栅(2)、拉曼泵浦激光源(3)、波分复用器(4)、单模光纤(5)、第二随机相移光纤光栅(6)、第二光纤光栅(7)；所述的第一光纤光栅(1)与第一随机相移光纤光栅(2)的一端连接，第一随机相移光纤光栅(2)的另一端与波分复用器二端口(101)相连，拉曼泵浦激光源(3)与波分复用器一端口(100)相连，波分复用器三端口(102)与单模光纤(5)相连，单模光纤(5)与第二随机相移光纤光栅(6)相连，第二随机相移光纤光栅(6)另一端与第二光纤光栅(7)连接。第一光纤光栅(1)和第二光纤光栅(7)中心波长与拉曼泵浦激光源(3)激光波长一致，提供泵浦光反射。第一随机相移光纤光栅(2)和第二随机相移光纤光栅(6)中心波长相同，提供随机反馈，随机激光从第一光纤光栅(1)另一端输出。

所述的第一光纤光栅(1)和第二光纤光栅(7)由单模光纤或者多模光纤刻写，长度为0.5cm～1cm，反射率为95.0～99.9％。

所述的第一随机相移光纤光栅(2)由单模光纤或者多模光纤刻写，长度为0.5cm～10cm，反射率为50％～95％。

所述的第二随机相移光纤光栅(6)由单模光纤或者多模光纤刻写，长度为0.5cm～10cm，反射率为90％～99.9％。

本实用新型的有益效果：

1、采用第一光纤光栅和第二光纤光栅来反射泵浦光，降低阈值功率；

2、采用受激拉曼效应实现光增益，可以改变拉曼泵浦光波长和各光纤光栅中心波长，获得不同波长的随机激光输出。

附图说明

下面结合附图及其实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器的结构示意图。

1为第一光纤光栅，2为第一随机相移光纤光栅；3为拉曼泵浦激光源；4为波分复用器；5为单模光纤；6为第二随机相移光纤光栅；7为第二光纤光栅；100为波分复用器一端口；101为波分复用器二端口；102为波分复用器三端口。

具体的实施方式

以下结合本实用新型的结构和工作原理作详细说明：

图1中，一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器，包括第一光纤光栅1，第一随机相移光纤光栅2、拉曼泵浦激光源3、波分复用器4、单模光纤5、第二随机相移光纤光栅6、.第二光纤光栅7；所述的第一光纤光栅1与第一随机相移光纤光栅2的一端连接，第一随机相移光纤光栅2的另一端与波分复用器二端口101相连，拉曼泵浦激光源3与波分复用器一端口100相连，波分复用器三端口102与单模光纤5相连，单模光纤5与第二随机相移光纤光栅(6)相连，第二随机相移光纤光栅6另一端与第二光纤光栅7连接。第一光纤光栅1和第二光纤光栅7中心波长与拉曼泵浦激光源3激光波长一致，提供泵浦光反射。第一随机相移光纤光栅2和第二随机相移光纤光栅6中心波长相同，提供随机反馈，随机激光从第一光纤光栅1另一端输出。

一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器的工作原理：

一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器根据图1所示的各部件连接好之后。拉曼泵浦激光源3发出的泵浦光通过波分复用器一端口100耦合到线性光路中，在单模光纤5中经过受激拉曼效应实现光放大，经过第二随机相移光纤光栅6的随机反馈，反馈光反向传播，经由单模光纤5、波分复用器4后，在第一随机相移光纤光栅2处再次发生随机反馈。第一随机相移光纤光栅2和第二随机相移光纤光栅6的中心波长相同，作为激光振荡的随机反馈。第一光纤光栅1和第二光纤光栅7作为泵浦光的反射，中心波长与泵浦光的波长相同，可以提高泵浦效率，降低泵浦阈值功率。当拉曼泵浦激光源3的泵浦功率足够高时，泵浦光在第一光纤光栅1和第二光纤光栅7之间振荡，不断产生受激拉曼效应。反馈光在第一随机相移光纤光栅2和第二随机相移光纤光栅6之间来回振荡，最终获得的随机激光由第一光纤光栅1另一端输出。

实施例

图1为本实用新型一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器的结构示意图。其中第一光纤光栅1和第二光纤光栅7由单模光纤刻写，长度为1cm，反射率为99.9％，中心波长为1455nm。第一随机相移光纤光栅2由单模光纤刻写，反射率为90％，长度为5cm，中心波长为1550nm。第二随机相移光纤光栅6由单模光纤刻写，反射率为99.9％，长度为5cm，中心波长为1550nm。拉曼泵浦激光源3激光波长为1455nm，波分复用器4工作波长为1455nm/1550nm，单模光纤(5)长度为20km。第一光纤光栅1与第一随机相移光纤光栅2的一端连接，第一随机相移光纤光栅2的另一端与波分复用器二端口101相连，拉曼泵浦激光源3与波分复用器一端口100相连，波分复用器三端口102与单模光纤5相连，单模光纤5与第二随机相移光纤光栅6相连，第二随机相移光纤光栅6另一端与第二光纤光栅7连接，最终随机激光从第一光纤光栅1另一端输出。

拉曼泵浦激光源3发出的1455nm泵浦光通过波分复用器一端口100耦合到线性光路中，在单模光纤5中经过受激拉曼效应产生1550nm左右的受激拉曼散射光，在中心波长为1550nm的第一随机相移光纤光栅2和第二随机相移光纤光栅(6)产生随机反馈，反馈光波长为1550nm。剩余的1455nm泵浦激光被第二光纤光栅7和第一光纤光栅(1)反射，经过单模光纤5时产生受激拉曼效应，在中心波长为1550nm的第一随机相移光纤光栅2和第二随机相移光纤光栅6也产生随机反馈，反馈光波长为1550nm。当拉曼泵浦激光源3的泵浦功率足够高时，泵浦光在第一光纤光栅1和第二光纤光栅7之间来回反射，反馈光在第一随机相移光纤光栅2和第二随机相移光纤光栅6之间来回振荡，最终获得的随机激光由第一光纤光栅1另一端输出。

以上实施例只是本实用新型所有方案中优选方案之一，其它对一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器的简单改变都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (4)

1.一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器，包括第一光纤光栅(1)，第一随机相移光纤光栅(2)、拉曼泵浦激光源(3)、波分复用器(4)、单模光纤(5)、第二随机相移光纤光栅(6)、第二光纤光栅(7)；所述的第一光纤光栅(1)与第一随机相移光纤光栅(2)的一端连接，第一随机相移光纤光栅(2)的另一端与波分复用器二端口(101)相连，拉曼泵浦激光源(3)与波分复用器一端口(100)相连，波分复用器三端口(102)与单模光纤(5)相连，单模光纤(5)与第二随机相移光纤光栅(6)相连，第二随机相移光纤光栅(6)另一端与第二光纤光栅(7)连接；第一光纤光栅(1)和第二光纤光栅(7)中心波长与拉曼泵浦激光源(3)激光波长一致，提供泵浦光反射；第一随机相移光纤光栅(2)和第二随机相移光纤光栅(6)中心波长相同，提供随机反馈，随机激光从第一光纤光栅(1)另一端输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器，其特征在于，所述的第一光纤光栅(1)和第二光纤光栅(7)由单模光纤或者多模光纤刻写，长度为0.5cm～1cm，反射率为95.0～99.9％。

3.根据权利要求1所述的一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器，其特征在于，所述的第一随机相移光纤光栅(2)由单模光纤或者多模光纤刻写，长度为0.5cm～10cm，反射率为50％～95％。

4.根据权利要求1所述的一种基于受激拉曼效应的随机光纤激光器，其特征在于，所述的第二随机相移光纤光栅(6)由单模光纤或者多模光纤刻写，长度为0.5cm～10cm，反射率为90％～99.9％。