CN209056760U - 基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器，包括：左环、右环、掺铒光纤、泵浦光源和波分复用器，左环和右环构成线形谐振腔，掺铒光纤位于所述线形谐振腔中，泵浦光源通过波分复用器与掺铒光纤连接，左环和右环均为光纤萨格纳克环结构，左环上串接有啁啾光纤光栅和第一光纤耦合器，第一光纤耦合器的第一端与掺铒光纤的一端连接，右环上串接有多模光纤，右环通过第二光纤耦合器与掺铒光纤的另一端连接，第二光纤耦合器设有输出端口，多波长光纤激光器产生的激光可从所述输出端口输出。利用具有光纤萨格纳克环结构的左环和右环构成线形谐振腔，掺铒光纤作为激光器的工作物质。在常温下实现多波长激光输出。可用于激光器领域。

Description

基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，特别涉及基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器。

背景技术

多波长掺铒光纤激光器在密集波分复用光通信系统，光纤传感系统，光谱学，光学仪器测试等领域有着重要的应用，由于掺铒光纤中的铒离子在常温下存在均匀展宽效应，所以激光器中存在激烈地模式竞争，导致实现1.5微米波段的多波长激光输出存在着较大的困难，目前在常温下实现多波长激光输出，采取的技术方案有：激光器常常采用复杂的环形腔结构，或者复杂的马赫-泽德尔干涉仪形式，或者使用液氮冷却法等。

现有技术的缺点是多波长光纤激光器往往采用环形腔形式，导致结构复杂，损耗较大，输出功率低，光学信噪比低，功率均衡性差，使用液氮冷却难以实现常温下输出等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器，包括：左环、右环、掺铒光纤、泵浦光源和波分复用器，所述左环和右环构成线形谐振腔，所述掺铒光纤位于所述线形谐振腔中，所述泵浦光源通过波分复用器与掺铒光纤连接，所述左环和右环均为光纤萨格纳克环结构，所述左环上串接有啁啾光纤光栅和第一光纤耦合器，所述第一光纤耦合器为1×2型的3dB的光纤耦合器，所述第一光纤耦合器的第一端与掺铒光纤的一端连接，所述右环上串接有多模光纤，所述多模光纤的芯径为62.5μm，所述多模光纤的包层直径为125μm，所述右环通过第二光纤耦合器与掺铒光纤的另一端连接，所述第二光纤耦合器设有输出端口，多波长光纤激光器产生的激光可从所述输出端口输出。

进一步，所述啁啾光纤光栅的反射带宽为10nm。

进一步，所述泵浦光源可发出泵浦光，所述掺铒光纤对所述泵浦光的中心波长的吸收系数≥27dB/m。

进一步，所述第一光纤耦合器的分光比为50：50。

进一步，所述左环和右环还分别串接有挤压式偏振控制器，所述第二光纤耦合器为2×2型的10dB的光纤耦合器，所述第二光纤耦合器的分光比为90：10，多波长光纤激光器产生的激光可从第二光纤耦合器的10％的输出端口输出。

进一步，所述泵浦光源为单模半导体激光器。

进一步，单模半导体激光器设有FBG波长稳定光栅。

本实用新型的有益效果是：利用具有光纤萨格纳克环结构的左环和右环构成线形谐振腔，同时，利用掺铒光纤作为激光器的工作物质。可在常温下实现多波长激光输出。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是多波长光纤激光器的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例1，参考图1，基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器，包括：左环100、右环200、掺铒光纤300、泵浦光源400和波分复用器500。其中，所述泵浦光源400为单模半导体激光器，单模半导体激光器设有FBG波长稳定光栅。采用带FBG波长稳定光栅的单模半导体激光器，产生的泵浦光波长稳定,输出功率高。

所述左环100和右环200构成线形谐振腔，所述掺铒光纤300位于所述线形谐振腔中，所述泵浦光源400通过波分复用器500与掺铒光纤300连接。

所述左环100由单模光纤围成光纤萨格纳克环结构，在所述左环100上串接有啁啾光纤光栅110和第一光纤耦合器120，所述第一光纤耦合器120为1×2型的3dB的光纤耦合器，所述第一光纤耦合器120设有第一端、第二端和第三端，所述第一光纤耦合器120的第一端与掺铒光纤300的一端连接，所述第一光纤耦合器120的第二端通过单模光纤与啁啾光纤光栅110的一端连接，所述啁啾光纤光栅110的另一端通过单模光纤与第一光纤耦合器120的第三端。

所述右环200由单模光纤围成光纤萨格纳克环结构，在所述右环200上串接有多模光纤210，所述多模光纤210的芯径为62.5μm，所述多模光纤210的包层直径为125μm，所述右环200通过第二光纤耦合器220与掺铒光纤300的另一端连接，所述第二光纤耦合器220设有输出端口，多波长光纤激光器产生的激光可从所述输出端口输出。

当本光纤激光器工作时，本实施例采用最大功率为460mW、中心波长为980nm的单模半导体激光器作为激光器的泵浦光源400，中心波长为980nm的单模泵浦光从波分复用器500耦合进入掺铒光纤300中，并产生自发辐射光，左环100中的啁啾光纤光栅110与第一光纤耦合器120形成一个梳状滤波器，构成激光器的一个腔镜。右环200中的多模光纤210与单模光纤形成一个单模-多模-单模的梳状滤波器结构，构成激光器的另一个腔镜。自发辐射光在这两个梳状滤波器的共同选频作用下，进行多波长的激发输出，激光由第二光纤耦合器220的端口输出多波长的激光。可以获得1.5微米波段的13种不同的激光模式输出，输出的激光波长数目有单波长，双波长，三波长，四波长，所有的波长输出情况均具有较好的波长和功率稳定性，实现了常温下的稳定输出。

本申请利用具有光纤萨格纳克环结构的左环100和右环200构成线形谐振腔，同时，利用掺铒光纤300作为激光器的工作物质。可在常温下实现多波长激光输出。

作为优化，所述掺铒光纤300对所述泵浦光的中心波长的吸收系数≥27dB/m。采用高吸收系数的掺铒光纤300有利于缩短激光器的谐振腔的腔度，提高泵浦效率，产生较高的功率输出。

作为优化，所述第一光纤耦合器120的分光比为50：50。

作为优化，所述左环100和右环200还分别串接有挤压式偏振控制器600，所述第二光纤耦合器220为2×2型的10dB的光纤耦合器，所述第二光纤耦合器220的分光比为90：10，多波长光纤激光器产生的激光可从第二光纤耦合器220的10％的输出端口输出。利用在左环100和右环200上串接挤压式偏振控制器600，有利于利用挤压式偏振控制器600调整谐振腔中传输光的偏振态，方便改变不同波长光的增益和损耗。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器，其特征在于，包括：左环、右环、掺铒光纤、泵浦光源和波分复用器，所述左环和右环构成线形谐振腔，所述掺铒光纤位于所述线形谐振腔中，所述泵浦光源通过波分复用器与掺铒光纤连接，所述左环和右环均为光纤萨格纳克环结构，所述左环上串接有啁啾光纤光栅和第一光纤耦合器，所述第一光纤耦合器为1×2型的3dB的光纤耦合器，所述第一光纤耦合器的第一端与掺铒光纤的一端连接，右环上串接有多模光纤，所述多模光纤的芯径为62.5μm，所述多模光纤的包层直径为125μm，所述右环通过第二光纤耦合器与掺铒光纤的另一端连接，所述第二光纤耦合器设有输出端口，多波长光纤激光器产生的激光可从所述输出端口输出。

2.根据权利要求1所述的基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器，其特征在于，所述啁啾光纤光栅的反射带宽为10nm。

3.根据权利要求2所述的基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器，其特征在于，所述泵浦光源可发出泵浦光，所述掺铒光纤对所述泵浦光的中心波长的吸收系数≥27dB/m。

4.根据权利要求3所述的基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器，其特征在于，所述第一光纤耦合器的分光比为50：50。

5.根据权利要求4所述的基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器，其特征在于，所述左环和右环还分别串接有挤压式偏振控制器，所述第二光纤耦合器为2×2型的10dB的光纤耦合器，所述第二光纤耦合器的分光比为90：10，多波长光纤激光器产生的激光可从第二光纤耦合器的10％的输出端口输出。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器，其特征在于，所述泵浦光源为单模半导体激光器。

7.根据权利要求6所述的基于啁啾光栅和多模光纤的多波长光纤激光器，其特征在于，单模半导体激光器设有FBG波长稳定光栅。