單雙波長可切換的光纖激光器的制造方法
【專利摘要】一種單雙波長可切換的光纖激光器,其特征是它包括:泵浦激光器、波分復(fù)用器、第一雙周期復(fù)合FBG、有源光纖、第二雙周期復(fù)合FBG、光隔離器和波長調(diào)諧裝置,其特點(diǎn)是波分復(fù)用器泵浦端口與泵浦激光器相連接,波分復(fù)用器的公共端口與第一雙周期復(fù)合FBG連接,波分復(fù)用器信號(hào)端口與光隔離器連接,第一雙周期復(fù)合FBG的另一端和第二雙周期復(fù)合FBG的一端通過有源光纖連接在一起,第二雙周期復(fù)合FBG粘貼在波長調(diào)諧裝置上,激光從光隔離器另一端口輸出;波長調(diào)諧裝置對(duì)第二雙周期復(fù)合FBG波長進(jìn)行調(diào)諧,改變激光諧振腔中的反饋波長,從而實(shí)現(xiàn)激光器單雙波長的切換。
【專利說明】單雙波長可切換的光纖激光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光纖激光器【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種基于雙周期復(fù)合光纖光柵諧振腔的單雙波長可切換光纖激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖激光器具有光束質(zhì)量好、轉(zhuǎn)換效率高、成本低,可選擇的激發(fā)頻譜范圍寬,以及易與光纖系統(tǒng)兼容等優(yōu)點(diǎn),在通信和光纖傳感等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。采用布拉格光纖光柵(FBG)作為選頻器件的光纖激光器由于結(jié)構(gòu)簡單,易于調(diào)諧,并且利用多種濾波機(jī)制可實(shí)現(xiàn)多波長輸出,是一種非常重要的光纖激光器。目前,相關(guān)的研究報(bào)道中主要采用取樣光纖光柵、保偏光纖光柵,或通過外力使光柵極化等方法實(shí)現(xiàn)多個(gè)激光波長的反饋,但這些方法都存在各自的問題,如波長間隔小、不可開關(guān)等。復(fù)合光纖光柵是在光纖的同一位置進(jìn)行多次不同掩膜周期的曝光,產(chǎn)生相應(yīng)多個(gè)反射波長的光纖光柵。利用一對(duì)雙周期的復(fù)合光纖光柵構(gòu)成分布布拉格反射(DBR)型光纖激光器,結(jié)合光纖光柵的波長調(diào)諧機(jī)制,可以實(shí)現(xiàn)單雙波長可切換的光纖激光器。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于,提出一種結(jié)構(gòu)簡單的DBR型光纖激光器,它以一對(duì)相同波長間隔的雙周期復(fù)合FBG作為諧振腔,通過對(duì)其中一端的FBG進(jìn)行波長調(diào)諧,改變激光諧振腔的反饋波長,實(shí)現(xiàn)光纖激光器單雙波長的切換運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0004]一種單雙波長可切換的光纖激光器,其特征是它包括:泵浦激光器、波分復(fù)用器、第一雙周期復(fù)合FBG、有源光纖、第二雙周期復(fù)合FBG、光隔離器和波長調(diào)諧裝置,其特點(diǎn)是波分復(fù)用器泵浦端口與泵浦激光器相連接,波分復(fù)用器的公共端口與第一雙周期復(fù)合FBG連接,波分復(fù)用器信號(hào)端口與光隔離器連接,第一雙周期復(fù)合FBG的另一端和第二雙周期復(fù)合FBG的一端通過有源光纖連接在一起,第二雙周期復(fù)合FBG粘貼在波長調(diào)諧裝置上,激光從光隔離器另一端口輸出;波長調(diào)諧裝置對(duì)第二雙周期復(fù)合FBG的波長進(jìn)行調(diào)諧,改變激光諧振腔中的反饋波長,從而實(shí)現(xiàn)激光器單雙波長的切換。
[0005]所述有源光纖為稀土離子摻雜光纖,如摻鐿、鉺、銩光纖等;
[0006]所述泵浦激光器為波長與所述有源光纖吸收譜匹配的半導(dǎo)體激光器,帶有尾纖輸出;
[0007]所述波分復(fù)用器為三端口光纖波分復(fù)用器,其工作波長分別對(duì)應(yīng)所述有源光纖的吸收譜及發(fā)射譜范圍;
[0008]所述第一雙周期復(fù)合FBG為兩次曝光產(chǎn)生的具有兩個(gè)反射波長的光纖光柵,光柵波長均在所述有源光纖的發(fā)射譜范圍內(nèi);
[0009]所述第二雙周期復(fù)合FBG為兩次曝光產(chǎn)生的具有兩個(gè)反射波長的光纖光柵,兩反射波長間隔與第一雙周期復(fù)合FBG相同,但其長波長小于或等于第一雙周期復(fù)合FBG的短波長;
[0010]所述光隔離器為光纖隔離器,具有與激光波長匹配的工作波長;
[0011]所述波長調(diào)諧裝置包括一維位移臺(tái)或半導(dǎo)體溫度控制器(TEC)等可以使光柵波長變化的裝置。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是,一對(duì)具有相同波長間隔的雙周期復(fù)合FBG構(gòu)成激光諧振腔,通過波長調(diào)諧裝置調(diào)諧波長較短的一只復(fù)合光纖光柵波長,使單個(gè)波長或兩個(gè)波長對(duì)準(zhǔn)以形成反饋振蕩,當(dāng)滿足激光增益等于損耗的閾值條件時(shí),可實(shí)現(xiàn)激光的單波長或雙波長輸出。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、波長易于轉(zhuǎn)換的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實(shí)用新型中第一雙周期復(fù)合FBG的反射譜示意圖;圖3為本實(shí)用新型中第二雙周期復(fù)合FBG的反射譜示意圖;圖4為本實(shí)用新型應(yīng)用于摻鉺光纖激光器時(shí)單波長(短波長)輸出的光譜圖;圖5為本實(shí)用新型應(yīng)用于摻鉺光纖激光器時(shí)雙波長輸出的光譜圖;圖6為本實(shí)用新型應(yīng)用于摻鉺光纖激光器時(shí)單波長(長波長)輸出的光譜圖。
[0014]圖中:1-第一雙周期復(fù)合FBG ;2_第二雙周期復(fù)合FBG ;3_有源光纖;4_泵浦激光器;5_波分復(fù)用器;6_光隔離器;7_波長調(diào)諧裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1所示,一種單雙波長可切換的光纖激光器,其特征是它包括:泵浦激光器4尾纖連接波分復(fù)用器5泵浦端口,波分復(fù)用器5公共端口連接第一雙周期復(fù)合FBG 1,波分復(fù)用器5信號(hào)端口連接光隔離器6,第一雙周期復(fù)合FBG I另一端和第二雙周期復(fù)合FBG 2的一端通過有源光纖3連接在一起,第二雙周期復(fù)合FBG 2粘貼在波長調(diào)諧裝置7上。所述有源光纖3為稀土離子摻雜光纖,如摻鐿、鉺、銩光纖等;所述泵浦激光器4為波長與所述有源光纖3吸收譜匹配的半導(dǎo)體激光器,帶有尾纖輸出;所述波分復(fù)用器5為三端口光纖波分復(fù)用器,其工作波長分別對(duì)應(yīng)所述有源光纖的吸收譜及發(fā)射譜范圍;所述第一雙周期復(fù)合FBGl為兩次曝光產(chǎn)生的具有兩個(gè)反射波長的光纖光柵,光柵波長均在所述有源光纖的發(fā)射譜范圍內(nèi);所述第二雙周期復(fù)合FBG2為兩次曝光產(chǎn)生的具有兩個(gè)反射波長的光纖光柵,兩反射波長間隔與第一雙周期復(fù)合FBGl相同,但其長波長小于或等于第一雙周期復(fù)合FBGl的短波長;所述光隔離器6為光纖隔離器,具有與激光波長匹配的工作波長;所述波長調(diào)諧裝置7包括一維位移臺(tái)或半導(dǎo)體溫度控制器(TEC)等可以使光柵波長變化的裝置。
[0016]如圖2和圖3所不,第一雙周期復(fù)合FBG I的波長為λ n和λ 12,λ η小于λ 12,第二雙周期復(fù)合FBG 2的波長為λ 21和λ22,λ21小于λ22,同時(shí)λ 22小于或等于λη,兩光柵的雙波長間隔相同。A11和λ 12都具有小于80%的反射率,而λ21和λ22都具有接近于I的反射率。通過波長調(diào)諧裝置7調(diào)諧第二雙周期復(fù)合FBG 2波長,使λ22正好等于λη,則當(dāng)泵浦條件滿足信號(hào)增益等于損耗時(shí),激光器發(fā)出λ η波長的單激光;進(jìn)一步調(diào)諧第二雙周期復(fù)合FBG 2波長,使λ21和λ22分別等于λ η和λ 12,則當(dāng)滿足閾值條件時(shí),激光器發(fā)出λ η和λ 12波長的雙激光;再進(jìn)一步調(diào)諧第二拉伸雙周期復(fù)合FBG 2波長,使λ 21等于λ 12,則當(dāng)滿足閾值條件時(shí),激光器發(fā)出λ 12波長的單激光。這樣激光器實(shí)現(xiàn)了單雙波長的切換運(yùn)轉(zhuǎn),并從隔離器6另一端輸出。
[0017]下面以摻鉺光纖激光器為具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明,本實(shí)用新型的有益效果將更加明顯。
[0018]通過兩次曝光的方法制作一對(duì)C波段的雙周期復(fù)合FBG構(gòu)成激光諧振腔,第一雙周期復(fù)合FBGl的波長為1547.52nm和1548.40nm,反射率為23%和25%,第二雙周期復(fù)合FBG 2的波長為1546.22nm和1547.08nm,反射率均大于99% ;采用長度為2m的摻鉺光纖作為增益介質(zhì),以200mW 980nm半導(dǎo)體激光器為泵浦源,第二雙周期復(fù)合FBG2粘貼在帶有拉力計(jì)的一維位移臺(tái)(深圳鴻偉成計(jì)量公司生產(chǎn),型號(hào)HTC-01)上。通過拉伸改變第二雙周期復(fù)合FBG2的波長與第一雙周期復(fù)合FBGl形成光反饋,當(dāng)施加0.2N的拉力時(shí),激光器以1547.52nm的單波長運(yùn)轉(zhuǎn),如圖4所示;當(dāng)施加0.6N的拉力時(shí),激光器以1547.52nm和1548.40nm的雙波長運(yùn)轉(zhuǎn),如圖5所示;當(dāng)施加0.99N的拉力時(shí),激光器以1548.40nm的單波長運(yùn)轉(zhuǎn),如圖6所示。
【權(quán)利要求】
1.一種單雙波長可切換的光纖激光器,其特征是它包括:泵浦激光器、波分復(fù)用器、第一雙周期復(fù)合FBG、有源光纖、第二雙周期復(fù)合FBG、光隔離器和波長調(diào)諧裝置,其特征是波分復(fù)用器泵浦端口與泵浦激光器相連接,波分復(fù)用器的公共端口與第一雙周期復(fù)合FBG連接,波分復(fù)用器信號(hào)端口與光隔離器連接,第一雙周期復(fù)合FBG的另一端和第二雙周期復(fù)合FBG的一端通過有源光纖連接在一起,第二雙周期復(fù)合FBG粘貼在波長調(diào)諧裝置上,激光從光隔離器另一端口輸出;波長調(diào)諧裝置對(duì)第二雙周期復(fù)合FBG波長進(jìn)行調(diào)諧,改變激光諧振腔中的反饋波長,從而實(shí)現(xiàn)激光器單雙波長的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單雙波長可切換的光纖激光器,其特征是所述有源光纖為稀土離子摻雜光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單雙波長可切換的光纖激光器,其特征是所述泵浦激光器為波長與所述有源光纖吸收譜匹配的半導(dǎo)體激光器,帶有尾纖輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單雙波長可切換的光纖激光器,其特征是所述波分復(fù)用器為三端口光纖波分復(fù)用器,其工作波長分別對(duì)應(yīng)所述有源光纖的吸收譜及發(fā)射譜范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單雙波長可切換的光纖激光器,其特征是所述第一雙周期復(fù)合FBG為兩次曝光產(chǎn)生的具有兩個(gè)反射波長的光纖光柵,光柵波長均在所述有源光纖的發(fā)射譜范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單雙波長可切換的光纖激光器,其特征是所述第二雙周期復(fù)合FBG為兩次曝光產(chǎn)生的具有兩個(gè)反射波長的光纖光柵,兩反射波長間隔與第一雙周期復(fù)合FBG相同,但其長波長小于或等于第一雙周期復(fù)合FBG的短波長。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單雙波長可切換的光纖激光器,其特征是所述光隔離器為光纖隔離器,具有與激光波長匹配的工作波長。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單雙波長可切換的光纖激光器,其特征是所述波長調(diào)諧裝置包括一維位移臺(tái)或半導(dǎo)體溫度控制器。
【文檔編號(hào)】H01S3/067GK204103234SQ201420467758
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】宋志強(qiáng), 祁海峰, 翟瑞占, 王昌 申請(qǐng)人:山東省科學(xué)院激光研究所