CN212485782U - 一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器，属于光纤激光器技术领域，由光纤光栅、光纤耦合器、泵浦激光源、波分复用器、掺铒光纤、光纤环形器、光隔离器、掺铥光纤、随机相移光纤光栅组成。本实用新型利用掺铥光纤提供增益反馈，利用随机相移光纤光栅作为高效的反射器件反射泵浦光，具有光光转换效率高、转换损耗小、成本低等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种随机光纤激光器，尤其涉及一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器，属于光纤激光器技术领域。
背景技术
半导体激光器依靠半导体能带间的跃迁发光，通常在方向性、单色性和相干性等方面较差。光纤激光器采用的激光工作物质一般是一段掺杂了稀土元素的光纤。当泵浦光耦合进光纤中，光纤内很容易形成高功率密度，进而形成粒子数反转，再配合光学谐振腔，最终产生激光振荡。随机激光最主要的特征是由随机散射介质的强散射提供光学反馈，并通过非线性效应或有源介质提供光学增益，从而实现激射。随机激光器由于无固定腔镜的结构特点，对比传统激光器，拥有低相干性、结构相对简单等特点。但随机激射通常具有较高的阈值，需要高峰值功率脉冲激光作为泵浦激发，以至于成本高，光光转换效率也较低。而且人们对更宽更髙波段范围的需求与日俱增,而人眼安全波长范围内的激光器很难使用传统光学技术制作出来,所以符合人眼安全波段的光纤激光器的需求也在逐渐增大。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器，该激光器具有转换损耗小、光光转换效率高、成本低等特点。
本实用新型为解决技术问题所采取的技术方案为：
一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器，包括光纤光栅一1、光纤耦合器一2、泵浦激光源3、波分复用器一4、掺铒光纤5、光纤光栅二6、光纤环形器7、光纤耦合器二8、光隔离器9、波分复用器二10、掺铥光纤11、随机相移光纤光栅12；所述的光纤光栅一1一端与光纤耦合器一2一端口201 相连，光纤耦合器一2二端口202与光隔离器9一端相连，光纤耦合器一2三端口203与波分复用器一4一端口401相连，泵浦激光源3一端与波分复用器一4 二端口402相连，波分复用器一4三端口403与掺铒光纤5一端相连，掺铒光纤5另一端与光纤光栅二6相连，光纤环形器7一端与光纤耦合器二8一端口801 相连，光纤耦合器二8二端口802与波分复用器二10一端口1001相连，光隔离器9另一端与波分复用器二10二端口1002相连，波分复用器二10三端口1003 与掺铥光纤11一端相连，掺铥光纤11另一端与随机相移光纤光栅12一端相连；随机相移光纤光栅12提供随机反馈，产生的随机激光从光纤耦合器二8三端口 803输出。
本实用新型的有益效果：
1、利用掺铥光纤提供增益反馈，因为Tm3+独特的能级结构，将波长转换到长波长波段，并且产生2微米波段的激光激射，提高光光转换效率和降低转换损耗；
2、利用随机相移光纤光栅作为高效的反射器件反射泵浦光，与瑞利散射比较，增加光强，降低激光器阈值功率；
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随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器的结构示意图。
1为光纤光栅一；2为光纤耦合器一；3为泵浦激光源；4为波分复用器一； 5为掺铒光纤；6为光纤光栅二；7为光纤环形器；8为光纤耦合器二；9为光隔离器；10为波分复用器二；11为掺铥光纤；12为随机相移光纤光栅。
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，一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器，光纤光栅1、光纤耦合器一2、泵浦激光源3、波分复用器一4、掺铒光纤5、光纤光栅二6、光纤环形器7、光纤耦合器二8、光隔离器9、波分复用器二10、掺铥光纤11、随机相移光纤光栅12；所述的光纤光栅一1一端与光纤耦合器一2一端口201 相连，光纤耦合器一2二端口202与光隔离器9一端相连，光纤耦合器一2三端口203与波分复用器一4一端口401相连，泵浦激光源3一端与波分复用器一4 二端口402相连，波分复用器一4三端口403与掺铒光纤5一端相连，掺铒光纤 5另一端与光纤光栅二6相连，光纤环形器7一端与光纤耦合器二8一端口801 相连，光纤耦合器二8二端口802与波分复用器二10一端口1001相连，光隔离器9另一端与波分复用器二10二端口1002相连，波分复用器二10三端口1003 与掺铥光纤11一端相连，掺铥光纤11另一端与随机相移光纤光栅12一端相连；随机相移光纤光栅12提供随机反馈，产生的随机激光从光纤耦合器二8三端口 803输出。
一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器的工作原理：
一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器根据图1所示的各部件连接好，由泵浦激光源3输出的980nm泵浦光进入波分复用器4，然后进入掺铒光纤5中，光纤中的铒离子吸收泵浦光子，发生粒子数反转，从而产生受激辐射光。以此系统作为激光光源经过光隔离器9进入波分复用器10，然后进入掺铥光纤11中，掺铥光纤11中铥离子产生的受激辐射光到达随机相移光纤光栅 12，在随机相移光纤光栅12的随机反馈下，受激辐射光也返回光路中。受激辐射光在随机相移光纤光栅12和光纤环形器7之间往返振荡，进行频率选择和模式选择，最终获得的随机激光从光纤耦合器8输出。
实施例
图1为本实用新型一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器的结构示意图。其中光纤耦合器分光比为40/60，泵浦激光源3波长为980nm，光隔离器9中心波长为1570nm，为防止受激辐射光在光环形器7和随机相移光纤光栅12中往返时进入到掺铒光纤激光器系统，波分复用器10为1570nm/1980nm，掺铥光纤11长度为2m，随机相移光纤光栅12由单模光纤刻写，长度为6cm，反射率为50％～95％。
光纤环形器7一端与光纤耦合器8一端口801相连，光纤耦合器8二端口 802与波分复用器10一端口1001相连，波分复用器10三端口1003与2m的掺铥光纤11一端相连，光纤中的铥离子在光隔离器9的1002端口输出的1570nm 泵浦光的作用下被激发处于激发态，会对光纤中的光信号产生放大作用。2m的掺铥光纤11中铥离子产生的受激辐射光到达随机相移光纤光栅12，在随机相移光纤光栅12的反射下，受激辐射光返回光路中。受激辐射光在随机相移光纤光栅12和光纤环形器7之间往返振荡，进行频率选择和模式选择，最终获得的中心波长为1980nm的随机激光从光纤耦合器8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，其它对一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器结构的简单改变都属于本实用新型所保护的范围。
Claims (1)
1.一种基于随机相移光纤光栅的2μm随机光纤激光器，其特征是包括光纤光栅一(1)、光纤耦合器一(2)、泵浦激光源(3)、波分复用器一(4)、掺铒光纤(5)、光纤光栅二(6)、光纤环形器(7)、光纤耦合器二(8)、光隔离器(9)、波分复用器二(10)、掺铥光纤(11)、随机相移光纤光栅(12)；所述的光纤光栅一(1)一端与光纤耦合器一(2)一端口(201)相连，光纤耦合器一(2)二端口(202)与光隔离器(9)一端相连，光纤耦合器一(2)三端口(203)与波分复用器一(4)一端口(401)相连，泵浦激光源(3)一端与波分复用器一(4)二端口(402)相连，波分复用器一(4)三端口(403)与掺铒光纤(5)一端相连，掺铒光纤(5)另一端与光纤光栅二(6)相连，光纤环形器(7)一端与光纤耦合器二(8)一端口(801)相连，光纤耦合器二(8)二端口(802)与波分复用器二(10)一端口(1001)相连，光隔离器(9)另一端与波分复用器二(10)二端口(1002)相连，波分复用器二(10)三端口(1003)与掺铥光纤(11)一端相连，掺铥光纤(11)另一端与随机相移光纤光栅(12)一端相连；随机相移光纤光栅(12)提供随机反馈，产生的随机激光从光纤耦合器二(8)三端口(803)输出。
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|---|---|---|---|---|
| WO2023050685A1 (zh) * | 2021-09-30 | 2023-04-06 | 上海频准激光科技有限公司 | 一种窄线宽单频掺铥分布反馈光纤激光器及系统 |
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2020
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