專利名稱：一種波長可調(diào)諧的光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于線型腔結(jié)構(gòu)波長可調(diào)諧的
光纖激光器。
背景技術(shù)：
可調(diào)諧光纖激光器具有窄線寬，低噪聲，尺寸小，與光纖兼容等優(yōu)點，已廣泛的用 于光學(xué)測量，光纖通信和光纖傳感領(lǐng)域。調(diào)諧方式根據(jù)工作原理分為熱調(diào)諧和機械調(diào)諧。 熱調(diào)諧對應(yīng)的波長調(diào)節(jié)范圍較大，但速度相對較慢，主要應(yīng)用在測量系統(tǒng)中。機械調(diào)諧則相 反，波長調(diào)節(jié)范圍較小，但調(diào)諧速度快，廣泛應(yīng)用在通信和傳感領(lǐng)域。 在機械調(diào)諧的現(xiàn)有技術(shù)中，有采用調(diào)節(jié)腔鏡和光纖端面的耦合狀態(tài)(如傾角 和距離)和改變光纖長度來實現(xiàn)波長的調(diào)諧(摻鐿可調(diào)諧光纖激光器，CN2612113， 2004. 04. 14)。該方法具有功率大，調(diào)諧范圍廣等特點，但由于需要精密的光學(xué)調(diào)整架，對位 移精度要求高，難以實現(xiàn)快速調(diào)諧的目的。 另外通過改變其中一個腔鏡反射波長來實現(xiàn)波長的調(diào)諧( 一種線性諧振腔窄線 寬可調(diào)諧光纖激光器，CN1972035，2007.05.30)。前腔鏡是具有高反射率、大帶寬的啁啾光 纖光柵，后腔鏡是低反射率、小帶寬的布拉格光柵，后腔鏡的反射波長處在前腔鏡的大帶寬 內(nèi)，通過采用應(yīng)力或者溫度調(diào)諧的方法來改變后腔鏡的反射波長，從而實現(xiàn)調(diào)諧的目的。該 方法簡單且具有快速調(diào)諧的能力，但由于前后腔鏡為不同類型光柵，所以無法采用同一調(diào) 諧裝置對兩腔鏡同時進行調(diào)節(jié)，從而導(dǎo)致光纖激光器的波長調(diào)節(jié)范圍受啁啾光纖光柵帶寬 的限制。

發(fā)明內(nèi)容
( — )要解決的技術(shù)問題 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種波長可調(diào)諧的光纖激光器，以降低光纖激
光器波長調(diào)諧的復(fù)雜性，消除腔鏡帶寬對波長調(diào)節(jié)范圍的制約。
( 二 )技術(shù)方案 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下 —種波長可調(diào)諧的光纖激光器，包括半導(dǎo)體激光器1、波分復(fù)用器2、應(yīng)力調(diào)諧裝 置3、有源諧振腔4和光隔離器5，其中，該半導(dǎo)體激光器1連接于波分復(fù)用器2的980端， 泵浦光經(jīng)波分復(fù)用器2的合波端進入有源諧振腔4，有源諧振腔4產(chǎn)生的反向激光經(jīng)波分復(fù) 用器2的1550端至光隔離器5后輸出，有源諧振腔4的兩端粘貼在應(yīng)力調(diào)諧裝置3內(nèi)。
上述方案中，該有源諧振腔4為具有不同反射率的兩個布拉格光柵構(gòu)成的分布反 射諧振腔，或者為有源相移光柵。 上述方案中，該應(yīng)力調(diào)諧裝置3具有三層結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體熱電致冷器31作為底板，應(yīng) 力調(diào)諧槽置于中間，隔熱材料作為頂蓋33。 上述方案中，該應(yīng)力調(diào)諧槽包括應(yīng)力調(diào)諧槽基座32a、壓電陶瓷片32b，以及填充
3的用來實現(xiàn)溫度傳遞的導(dǎo)熱材料32c。 上述方案中，該半導(dǎo)體熱電致冷器31通過外接溫控電路實現(xiàn)恒溫控制，以消除外 界環(huán)境溫度變化引入的光纖激光器中心波長的漂移，該半導(dǎo)體熱電致冷器31通過導(dǎo)熱硅 膠與應(yīng)力調(diào)諧槽基座32a相接觸。 上述方案中，該壓電陶瓷片32b采用環(huán)氧樹脂膠或者機械夾持的方法固定在應(yīng)力 調(diào)諧槽基座32a上，通過外加驅(qū)動信號實現(xiàn)波長的調(diào)諧。 上述方案中，該有源諧振腔4兩端固定，整體處在導(dǎo)熱材料32c的包圍之中，應(yīng)力 調(diào)諧槽基座32a上面采用由隔熱材料制成的頂蓋33進行密封。 上述方案中，該應(yīng)力調(diào)諧槽基座32a采用金屬鋁制作而成，導(dǎo)熱材料32c采用硅 油，頂蓋33采用聚四氟乙烯制作而成。
(三)有益效果 本發(fā)明提供的這種波長可調(diào)諧的光纖激光器，采用恒溫控制，克服了環(huán)境溫漂帶 來的光纖激光器工作波長的準靜態(tài)漂移，同時由于腔鏡為相移光柵或者布拉格光柵，所以 可采用壓電陶瓷進行整體調(diào)節(jié)，克服了器件帶寬對波長調(diào)節(jié)范圍的限制，降低了光纖激光 器波長調(diào)諧的復(fù)雜性。


為進一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作一詳細 的描述，其中 圖1是本發(fā)明提供的波長可調(diào)諧的光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明提供的波長可調(diào)諧的光纖激光器中應(yīng)力調(diào)諧裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中1為半導(dǎo)體激光器，2為波分復(fù)用器，3為應(yīng)力調(diào)諧裝置，4為有源諧振腔，5 為光隔離器； 31為半導(dǎo)體熱電致冷器，32a為應(yīng)力調(diào)諧槽基座，32b為壓電陶瓷片，32c為填充用 的導(dǎo)熱材料，33為頂蓋。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。 請參照圖1，圖1是本發(fā)明提供的波長可調(diào)諧的光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖，該光纖 激光器包括半導(dǎo)體激光器1、波分復(fù)用器2、應(yīng)力調(diào)諧裝置3、有源諧振腔4和光隔離器5。 其中，半導(dǎo)體激光器1連接于波分復(fù)用器2的980端，泵浦光經(jīng)波分復(fù)用器2的合波端進入 有源諧振腔4，有源諧振腔4產(chǎn)生的反向激光經(jīng)波分復(fù)用器2的1550端至光隔離器5后輸 出，有源諧振腔4的兩端粘貼在應(yīng)力調(diào)諧裝置3內(nèi)。 有源諧振腔4為具有不同反射率的兩個布拉格光柵構(gòu)成的分布反射諧振腔，或者 為有源相移光柵。 應(yīng)力調(diào)諧裝置3具有三層結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體熱電致冷器31作為底板，應(yīng)力調(diào)諧槽置于 中間，隔熱材料作為頂蓋33。應(yīng)力調(diào)諧槽包括應(yīng)力調(diào)諧槽基座32a、壓電陶瓷片32b，以及填 充的用來實現(xiàn)溫度傳遞的導(dǎo)熱材料32c。
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半導(dǎo)體熱電致冷器31通過外接溫控電路實現(xiàn)恒溫控制，以消除外界環(huán)境溫度變 化引入的光纖激光器中心波長的漂移，該半導(dǎo)體熱電致冷器31通過導(dǎo)熱硅膠與應(yīng)力調(diào)諧 槽基座32a相接觸。壓電陶瓷片32b采用環(huán)氧樹脂膠或者機械夾持的方法固定在應(yīng)力調(diào)諧 槽基座32a上，通過外加驅(qū)動信號實現(xiàn)波長的調(diào)諧。 該有源諧振腔4兩端固定，整體處在導(dǎo)熱材料32c的包圍之中，應(yīng)力調(diào)諧槽基座 32a上面采用由隔熱材料制成的頂蓋33進行密封。 在本實施例中，半導(dǎo)體激光器1內(nèi)置有穩(wěn)頻光柵，控制其發(fā)射波長在976nm附近， 輸出功率為200mW。有源諧振腔4采用有源相移光柵，柵區(qū)長度為4cm，相移量為ji ，摻鉺光 纖作為有源介質(zhì)，相移光柵的中心波長處在C波段內(nèi)，相移光柵的兩端通過環(huán)氧樹脂膠粘 貼在應(yīng)力調(diào)諧裝置3內(nèi)。光隔離器5用于防止反射光進入有源諧振腔，提高輸出光的功率 穩(wěn)定性，降低激光器的相對強度噪聲。 波長調(diào)諧裝置為三層結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體熱電致冷器31作為底板，應(yīng)力調(diào)諧槽基座32a 和壓電陶瓷片32b以及填充用的導(dǎo)熱材料32c構(gòu)成應(yīng)力調(diào)諧裝置的主體置于中間，隔熱材 料作為頂蓋33。 在本實施例中，半導(dǎo)體熱電致冷器31通過外接溫控電路實現(xiàn)恒溫控制，來消除外 界環(huán)境溫度變化引入的光纖激光器中心波長的漂移，半導(dǎo)體熱電制冷器31通過導(dǎo)熱硅膠 與應(yīng)力調(diào)諧槽基座32a相接觸，壓電陶瓷片32b可以采用環(huán)氧樹脂膠或者機械夾持的方法 固定在應(yīng)力調(diào)諧槽基座32a上，通過外加驅(qū)動信號實現(xiàn)波長的調(diào)諧。有源諧振腔4兩端固 定，整體處在導(dǎo)熱材料32c包圍之中，應(yīng)力調(diào)諧槽基座32a上面采用隔熱材料制成的頂蓋33 進行密封。 為了保證基座32a具有良好的導(dǎo)熱性能和導(dǎo)電功能，應(yīng)選用金屬材質(zhì)，處于成本 考慮可選用鋁。導(dǎo)熱材料32c采用的是硅油，它具有良好的導(dǎo)熱性和流動性，可完全填充應(yīng) 力調(diào)諧槽基座32a內(nèi)的空間，使得光纖激光器與空氣相隔離，消除了空氣擾動帶來的光功 率波動。選用聚四氟乙烯作為隔熱材料制成頂蓋33。 以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種波長可調(diào)諧的光纖激光器，其特征在于，包括半導(dǎo)體激光器(1)、波分復(fù)用器(2)、應(yīng)力調(diào)諧裝置(3)、有源諧振腔(4)和光隔離器(5)，其中，該半導(dǎo)體激光器(1)連接于波分復(fù)用器(2)的980端，泵浦光經(jīng)波分復(fù)用器(2)的合波端進入有源諧振腔(4)，有源諧振腔(4)產(chǎn)生的反向激光經(jīng)波分復(fù)用器(2)的1550端至光隔離器(5)后輸出，有源諧振腔(4)的兩端粘貼在應(yīng)力調(diào)諧裝置(3)內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的波長可調(diào)諧的光纖激光器，其特征在于，該有源諧振腔(4)為具有不同反射率的兩個布拉格光柵構(gòu)成的分布反射諧振腔，或者為有源相移光柵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的波長可調(diào)諧的光纖激光器，其特征在于，該應(yīng)力調(diào)諧裝置(3)具有三層結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體熱電致冷器(31)作為底板，應(yīng)力調(diào)諧槽置于中間，隔熱材料作為頂蓋(33)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的波長可調(diào)諧的光纖激光器，其特征在于，該應(yīng)力調(diào)諧槽包括應(yīng)力調(diào)諧槽基座(32a)、壓電陶瓷片(32b)，以及填充的用來實現(xiàn)溫度傳遞的導(dǎo)熱材料(32c)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的波長可調(diào)諧的光纖激光器，其特征在于，該半導(dǎo)體熱電致冷器(31)通過外接溫控電路實現(xiàn)恒溫控制，以消除外界環(huán)境溫度變化引入的光纖激光器中心波長的漂移，該半導(dǎo)體熱電致冷器(31)通過導(dǎo)熱硅膠與應(yīng)力調(diào)諧槽基座(32a)相接觸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的波長可調(diào)諧的光纖激光器，其特征在于，該壓電陶瓷片(32b)采用環(huán)氧樹脂膠或者機械夾持的方法固定在應(yīng)力調(diào)諧槽基座(32a)上，通過外加驅(qū)動信號實現(xiàn)波長的調(diào)諧。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的波長可調(diào)諧的光纖激光器，其特征在于，該有源諧振腔(4)兩端固定，整體處在導(dǎo)熱材料(32c)的包圍之中，應(yīng)力調(diào)諧槽基座(32a)上面采用由隔熱材料制成的頂蓋(33)進行密封。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的波長可調(diào)諧的光纖激光器，其特征在于，該應(yīng)力調(diào)諧槽基座(32a)采用金屬鋁制作而成，導(dǎo)熱材料(32c)采用硅油，頂蓋(33)采用聚四氟乙烯制作而成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種波長可調(diào)諧的光纖激光器，包括半導(dǎo)體激光器(1)、波分復(fù)用器(2)、應(yīng)力調(diào)諧裝置(3)、有源諧振腔(4)和光隔離器(5)，其中，該半導(dǎo)體激光器(1)連接于波分復(fù)用器(2)的980端，泵浦光經(jīng)波分復(fù)用器(2)的合波端進入有源諧振腔(4)，有源諧振腔(4)產(chǎn)生的反向激光經(jīng)波分復(fù)用器(2)的1550端至光隔離器(5)后輸出，有源諧振腔(4)的兩端粘貼在應(yīng)力調(diào)諧裝置(3)內(nèi)。利用本發(fā)明，克服了環(huán)境溫漂帶來的光纖激光器工作波長的準靜態(tài)漂移，同時由于腔鏡為相移光柵或者布拉格光柵，所以可采用壓電陶瓷進行整體調(diào)節(jié)，克服了器件帶寬對波長調(diào)節(jié)范圍的限制，降低了光纖激光器波長調(diào)諧的復(fù)雜性。
文檔編號H01S3/10GK101728752SQ20081022482
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者劉育梁, 徐團偉, 李芳 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所