CN216436387U - 一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的提出一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，包括976nm激光器模块、976nm半导体光纤功率放大器模块以及两个976nm光纤隔离器模块；所述976nm激光器模块用于产生976nm种子光；976nm半导体光纤功率放大器模块用于将976nm激光器产生976nm种子光进行功率放大，使得输出光功率提升至90mW，同时976nm半导体光纤功率放大器处于放大饱和区可以抑制976nm激光器模块产生的种子光中的相对强度噪声和低频功率抖动；所述第一和第二976nm光纤隔离器模块用于隔离光路中的反射光或散射光；此模块能够为掺铒光纤激光器提供相对强度噪声较低(小于－145dB)且不存在低频(低于Hz量级)的功率抖动的泵浦光。
Description
技术领域
本实用新型涉及泵浦源领域，特别是指一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源。
背景技术
近年来，光纤传感产业已被国内外公认为最具有发展前途的高新技术产业之一，它以技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人所瞩目。交通，电力，海洋，还有新兴的城市管廊建设，为分布式光纤传感和激光雷达提供了巨大的市场机会，整个市场目前正处在大规模应用及产业化推广的阶段。而低噪声光纤激光器是分布式光纤传感和激光雷达应用中最核心的器件之一，光纤激光器可以作为种子源经过光纤放大器放大后，注入光纤或者空气介质，外界环境因素如温度或者应力对介质的折射率或者尺寸造成影响从而对激光进行调制，只需要接收介质散射光，就可以解调感知外界的环境因素。这个过程中种子光源的噪声大小直接决定了感知外界环境因素的大小范围和分辨率。
目前分布式光纤传感用的激光器有宽带光源和窄线宽单频激光源，其中基于掺铒光纤自发辐射原理的放大自发辐射(ASE)光源和基于光纤光栅和掺铒光纤作为增益介质的窄线宽单频激光源都需要用到976nm泵浦激光器，目前市场上商用的976nm泵浦激光器都是976nm半导体激光器然后在输出尾纤上加两段光纤布拉格光栅(FBG)来稳定激光器的模式降低激光器的噪声。这种激光器在光纤通信中被普遍用作掺铒光纤放大器的泵浦源。但是对于噪声要求较高的掺铒光纤激光器，这种商用的FBG锁定泵浦源的噪声的相对强度噪声在－135dB/Hz＠1MHz以上，而且存在一定的低频功率抖动，在给掺铒光纤激光器泵浦的过程中，976nm泵浦源的噪声会转移到掺铒光纤激光器的输出光上，导致掺铒光纤激光器输出光相对强度噪声变大。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，能够为掺铒光纤激光器提供更低噪声的泵浦源，相对强度噪声较低且不存在低频(低于Hz量级)的功率抖动问题。
本实用新型采用如下技术方案：
一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，包括976nm激光器模块、976nm半导体光纤功率放大器模块以及2个976nm光纤隔离器模块；其中，976nm激光器模块通过尾纤连接第一976nm光纤隔离器模块的输入端，第一976nm光纤隔离器模块的输出端连接到976nm半导体光纤功率放大模块的输入端，976nm半导体光纤功率放大器模块输出端通过尾纤连接第二976nm光纤隔离器模块的输入端，第二976nm光纤隔离器模块的输出端连接泵浦光源输出尾纤接头；
所述976nm激光器模块用于产生976nm种子光；976nm半导体光纤功率放大器模块用于将976nm激光器模块产生976nm种子光进行功率放大，使得输出光功率提升至90mW，同时976nm半导体光纤功率放大器模块处于饱和放大区，976nm半导体光纤功率放大器模块会对976nm激光器模块产生976nm种子光内的相对强度噪声和低频功率抖动进行抑制，进一步降低整个泵浦光源的输出光的相对强度噪声和低频抖动；所述976nm光纤隔离器模块用于隔离光路中的反射光或散射光。
具体地，所述976nm激光器模块包括：蝶形封装的976nm单频激光器、第一驱动电流源和第一温度控制电路，所述第一驱动电流源连接蝶形封装976nm单频激光器，用于为蝶形封装976nm单频激光器提供电源，第一温度控制电路连接蝶形封装的976nm单频激光器，用于对蝶形封装976nm单频激光器进行温度控制。
具体地，976nm半导体功率光纤放大器模块包括：蝶形封装的976nm半导体光放大器、第二驱动电流源和第二温度控制电路，所述第二驱动电流源连接蝶形封装的976nm半导体光放大器，用于为蝶形封装的976nm半导体光放大器提供电源，第二温度控制电路连接蝶形封装的976nm半导体光纤光放大器，用于对蝶形封装的976nm半导体光纤光放大器进行温度控制。
具体地，所述第一和第二976nm光纤隔离器模块为980nm+/－10nm隔离器。
具体地，所述蝶形封装的976nm单频激光器，线宽小于20MHz，相对强度噪声低于－145dB/Hz＠1MHz，最大可输出光功率低于50mW。
具体地，所述蝶形封装的976nm半导体光放大器，中心波长范围940nm－980nm，3dB增益带宽为72nm，饱和输出光功率19.5dBm；
由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
(1)本实用新型提供的提出一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，包括976nm激光器模块、976nm半导体光纤功率放大器模块以及976nm光纤隔离器模块；能够为掺铒光纤激光器提供更低噪声的泵浦源，相对强度噪声较低且不存在低频(低于Hz量级)的功率抖动问题。
(2)本实用新型电路中采用的激光器为蝶形封装的单频976nm泵浦激光器，线宽小于20MHz，相对强度噪声低于－145dB/Hz＠1MHz，输出光功率不存在低频抖动。
(3)本实用新型电路中采用的蝶形封装的976nm半导体光纤光放大器，对蝶形封装976nm单频泵浦激光器进行功率放大，使得输出光功率提升至90mW。同时976nm半导体放大器处于饱和放大区，利用半导体放大器(SOA)的饱和效应来进一步抑制蝶形封装976nm单频泵浦激光器的相对强度噪声。
(4)本实用新型电路中包括980nm+/－10nm隔离器，能够隔离光路中的反射光或者散射光，防止反射回光进入976nm半导体光纤放大器以及976nm激光器，影响器件的工作稳定性。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源结构图；
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。
具体实施方式
本实用新型提供的提出一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，包括976nm激光器模块、976nm半导体光纤功率放大器模块以及976nm光纤隔离器模块；能够为掺铒光纤激光器提供更低噪声的泵浦源，相对强度噪声较低且不存在低频(低于Hz量级)的功率抖动问题。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是壁挂连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1为本实用新型提供的一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源结构图；
一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，包括976nm激光器模块10、第一976nm光纤隔离器模块20、976nm半导光纤体功率放大器模块30以及第二976nm光纤隔离器模块40；其中，976nm激光器模块10通过尾纤连接到第一976nm光纤隔离器模块20的输入端，976nm光纤隔离器模块20的输出端连接到976nm半导体光纤功率放大器模块30输入端，976nm半导体光纤功率放大器模块30输出端通过尾纤连接第二976nm光纤隔离器模块40输入端，第二976nm光纤隔离器模块40连接泵浦光源输出尾纤接头；
976nm激光器模块10用于产生976nm种子光；976nm半导体光纤功率放大器模块30用于将976nm激光器模块10产生976nm种子光进行功率放大，使得输出光功率提升至90mW，同时抑制将976nm激光器模块10产生的976nm种子光相对强度噪声和低频功率抖动；所述976nm光纤隔离器模块20和40用于隔离光路中的反射光或散射光。
976nm激光器模块10包括：蝶形封装的976nm单频激光器101、第一驱动电流源102和第一温度控制电路103，所述第一驱动电流源102连接蝶形封装976nm单频激光器101，用于为蝶形封装976nm单频激光器101提供电源，第一温度控制电路103连接蝶形封装的976nm单频激光器101，用于对蝶形封装976nm单频激光器101进行温度控制。
蝶形封装的单频976nm泵浦激光器101线宽小于20MHz，相对强度噪声低于－145dB/Hz＠1MHz，输出光功率不存在低频抖动，最大可输出光功率在50mW以下。由于其输出光功率小于50mW，作为泵浦源是远远不够，因此将蝶形封装的976nm单频激光器101输出光用蝶形封装的976nm半导体光放大器301进行放大；
此外，蝶形976nm单频激光器也可替换为分布式反馈激光器或者分布式布拉格反射镜；
976nm半导体光纤功率放大器模块30包括：蝶形封装的976nm半导体光放大器301、第二驱动电流源302和第二温度控制电路303，所述第二驱动电流源302连接蝶形封装的976nm半导体光放大器301，用于为蝶形封装的976nm半导体光放大器301提供电源，第二温度控制电路303连接蝶形封装的976nm半导体光放大器301，用于对蝶形封装的976nm半导体光放大器303进行温度控制。
其中，第一和第二驱动电流源可为相同的电流源，第一温度控制电路和第二温度控制电路可以是相同的温度控制电路。
蝶形封装的976nm半导体光放大器301中心波长范围940nm到980nm，3dB增益带宽72nm，饱和输出光功率19.5dBm。蝶形封装的976nm半导体光放大器对301蝶形封装的976nm单频激光器101进行功率放大，使得输出光功率提升至90mW。同时蝶形封装的976nm半导体光放大器301处于饱和放大区，利用半导体放大器(SOA)的饱和效应来进一步抑制蝶形封装的976nm单频激光器101的相对强度噪声。
所述976nm光纤隔离器模块20和976nm光纤隔离器模块40为980nm+/－10nm隔离器201和980nm+/－10nm隔离器401，980nm+/－10nm光纤隔离器，能够隔离光路中的反射光或者散射光，防止反射回光进入976nm半导体光纤放大器以及976nm激光器，影响器件的工作稳定性。
本实用新型提供的提出一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，包括976nm激光器模块、976nm半导体光纤功率放大器模块以及976nm光纤隔离器模块；能够为掺铒光纤激光器提供更低噪声的泵浦源，相对强度噪声较低且不存在低频(低于Hz量级)的功率抖动问题。
本实用新型电路中采用的激光器为蝶形封装的单频976nm泵浦激光器，线宽小于20MHz，相对强度噪声低于－145dB/Hz＠1MHz，输出光功率不存在低频抖动。
本实用新型电路中采用的蝶形封装的976nm半导体光纤光放大器，对蝶形封装976nm单频泵浦激光器进行功率放大，使得输出光功率提升至90mW。同时976nm半导体放大器处于饱和放大区，利用半导体放大器(SOA)的饱和效应来进一步抑制蝶形封装976nm单频泵浦激光器的相对强度噪声。
(4)本实用新型电路中包括980nm+/－10nm隔离器，能够隔离光路中的反射光或者散射光，防止反射回光进入976nm半导体光纤放大器以及976nm激光器，影响器件的工作稳定性。
上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。
Claims (6)
1.一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，其特征在于，包括976nm激光器模块、976nm半导体光纤功率放大器模块以及两个976nm光纤隔离器模块；其中，976nm激光器模块通过尾纤连接第一976nm光纤隔离器模块的输入端，第一976nm光纤隔离器模块的输出端连接到976nm半导体光纤功率放大器模块输入端，976nm半导体光纤功率放大器模块输出端通过尾纤连接到第二976nm光纤隔离器模块的输入端，第二976nm光纤隔离器模块的输出端连接泵浦光源输出尾纤接头；所述976nm激光器模块用于产生976nm种子光；976nm半导体光纤功率放大器模块用于将976nm激光器产生976nm种子光进行功率放大，使得输出光功率提升至90mW，同时976nm半导体光纤功率放大器处于放大饱和区；所述第一和第二976nm光纤隔离器模块用于隔离光路中的反射光或散射光。
2.根据权利要求1所述的一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，其特征在于，所述976nm激光器模块包括：蝶形封装的976nm单频激光器、第一驱动电流源和第一温度控制电路，所述第一驱动电流源连接蝶形封装976nm单频激光器，用于为蝶形封装976nm单频激光器提供电源，第一温度控制电路连接蝶形封装的976nm单频激光器，用于对蝶形封装976nm单频激光器进行温度控制。
3.根据权利要求1所述的一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，其特征在于，976nm半导体光纤功率放大器模块包括：蝶形封装的976nm半导体光纤光放大器、第二驱动电流源和第二温度控制电路，所述第二驱动电流源连接蝶形封装的976nm半导体光纤光放大器，用于为蝶形封装的976nm半导体光纤光放大器提供电源，第二温度控制电路连接蝶形封装的976nm半导体光纤光放大器，用于对蝶形封装的976nm半导体光纤光放大器进行温度控制。
4.根据权利要求1所述的一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，其特征在于，所述第一和第二光纤隔离器模块均为980nm+/－10nm隔离器，二者无差别。
5.根据权利要求2所述的一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，其特征在于，所述蝶形封装的976nm单频激光器，线宽小于20MHz，相对强度噪声低于－145dB/Hz＠1MHz，最大可输出光功率低于50mW。
6.根据权利要求3所述的一种用于掺铒光纤激光器的低噪声泵浦光源，其特征在于，所述蝶形封装的976nm半导体光纤光放大器，中心波长范围940nm－980nm，3dB增益带宽为72nm，饱和输出光功率19.5dBm。
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