本發(fā)明涉及激光發(fā)射器技術領域，具體指一種超窄線寬波長可調的復合腔光纖激光器。
背景技術：
目前，光纖激光器的一個重要發(fā)展熱點方向就是超窄線寬光纖激光器。已有的研究表明，單縱模超窄線寬光纖激光器主要有線形腔和環(huán)形腔兩種結構。在較短的增益光纖上刻寫光纖光柵可制作自由譜寬較寬的分布式反饋光柵(dfb)和分布式布拉格反射器(dbr)線形短腔光纖激光器，通過設計增益光纖的增益、光柵的反射率以及腔長等參數(shù)可使激光器實現(xiàn)單縱模運轉，輸出激光的線寬可以達到10khz以下，通過壓電陶瓷(pzt)擠壓還能改變腔長，實現(xiàn)激光器的波長調諧。環(huán)形腔光纖激光器實現(xiàn)單縱模運轉的結構稍微復雜，通過一定的線寬壓縮與頻率穩(wěn)定機制，可實現(xiàn)激光器的單縱模輸出，激光器輸出激光的線寬可以小于1khz。
超窄線寬光纖激光器，其特征是輸出激光具有極窄的線寬，最窄可達到10-8nm，激光以腔內振動單一縱模的形式輸出，目前，獲得線寬小于千赫茲的激光信號的主要手段之一是外腔壓縮。其實現(xiàn)方式是利用具有極高穩(wěn)定性和超窄通帶的參考腔對激光源進行濾波，最后獲得線寬達到赫茲甚至毫赫茲量級的激光信號。
外腔壓縮法的優(yōu)勢在于可以獲得線寬極窄、穩(wěn)定性高的激光信號，但是其缺點也同樣明顯，其關鍵器件——高精細度參考腔往往體積巨大，而且需要一整套熱穩(wěn)定和隔震機構以保證其穩(wěn)定性，無法滿足通信、高精度傳感等應用的需求。環(huán)形腔結構的光纖激光器可以獲得激光線寬小于千赫茲的輸出，基于非線性效應(如受激布里淵散射、后向瑞利散射等)的激光器也可以獲得線寬為百赫茲量級的激光輸出，其諧振腔往往長達數(shù)米到數(shù)百米不等，非常容易受到外界環(huán)境的干擾，而且無法集成，也很難大規(guī)模應用。
因此，現(xiàn)有技術還有有待于改進和發(fā)展。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的缺陷和不足，提供一種結構合理、
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
本發(fā)明所述的一種超窄線寬波長可調的復合腔光纖激光器,包括泵浦光源、波分復用器、摻餌光纖放大器、2×2光纖耦合器、第一光隔離器、y型光纖耦合器、可調諧f-p濾波器、第二光隔離器和半導體飽和吸收體；所述波分復用器、摻餌光纖放大器、2×2光纖耦合器、第一光隔離器、y型光纖耦合器依次連接構成環(huán)形的主諧振腔，其中的摻餌光纖放大器和第一光隔離器分別與2×2光纖耦合器的第二端子、第四端子連接，泵浦光源與波分復用器連接，y型光纖耦合器的其中一端引出并作為激光輸出端；所述可調諧f-p濾波器、半導體飽和吸收體、光纖耦合器、第二光隔離器依次連接構成環(huán)形的短諧振腔，其中的半導體飽和吸收體和第二光隔離器分別與2×2光纖耦合器的第一端子、第三端子連接。
根據(jù)以上方案，所述主諧振腔和短諧振腔構成超窄線寬波長可調的復合腔光纖激光器，其中的可調諧f-p濾波器為復合腔光纖激光器的選頻器件。
根據(jù)以上方案，所述復合腔光纖激光器的自由光譜范圍與短諧振腔的自由光譜范圍近似，進而控制短諧振腔的腔長可實現(xiàn)縱模間隔的加大。
根據(jù)以上方案，所述可調諧f-p濾波器為高性能的鉛基壓電陶瓷濾波器。
根據(jù)以上方案，所述半導體飽和吸收體采用碳納米管制備。
根據(jù)以上方案，所述可調諧f-p濾波器8遵循多光束干涉原理，每一個透射波與前一個透射光波的相位差為：
其中λ為單模激光器的輸出波長，n為腔內物質折射率，i為折射角；
透射光強為：
其中r為可調諧f-p濾波器內部f-p腔的光纖端面反射率，i0為初始光強。
本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明結構合理，以線形腔、環(huán)形腔和復合腔光纖激光器現(xiàn)有技術為基礎，通過改變施加在可調諧f-p濾波器上電壓信號的大小、頻率以及波形，調節(jié)內置的壓電陶瓷腔長的變化狀態(tài)，對光纖激光進行線寬深壓縮及波長精密調諧，從而獲得超窄線寬與波長可調的功能；本發(fā)明具有結構簡單，防電磁干擾，波長線寬超窄，成本較低等突出優(yōu)點。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖。
圖中：
1、泵浦光源；2、波分復用器；3、摻餌光纖放大器；4、2×2光纖耦合器；5、第一光隔離器；6、y型光纖耦合器；7、第二光隔離器；8、可調諧f-p濾波器；9、半導體飽和吸收體；41、第一端子；42、第二端子；43、第三端子；44、第四端子。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發(fā)明的技術方案進行說明。
如圖1所示，本發(fā)明所述的一種超窄線寬波長可調的復合腔光纖激光器,包括泵浦光源1、波分復用器2、摻餌光纖放大器3、2×2光纖耦合器4、第一光隔離器5、y型光纖耦合器6、可調諧f-p濾波器8、第二光隔離器7和半導體飽和吸收體9；所述波分復用器2、摻餌光纖放大器3、2×2光纖耦合器4、第一光隔離器5、y型光纖耦合器6依次連接構成環(huán)形的主諧振腔，其中的摻餌光纖放大器3和第一光隔離器5分別與2×2光纖耦合器4的第二端子42、第四端子44連接，泵浦光源1與波分復用器2連接，y型光纖耦合器6的其中一端引出并作為激光輸出端；所述主諧振腔中使用摻餌光纖放大器3以獲得高增益。
所述可調諧f-p濾波器8、半導體飽和吸收體9、2×2光纖耦合器4、第二光隔離器7依次連接構成環(huán)形的短諧振腔，其中的半導體飽和吸收體9和第二光隔離器7分別與2×2光纖耦合器4的第一端子41、第三端子43連接；所述2×2光纖耦合器4分別連接主諧振腔和短諧振腔從而構成環(huán)形復合腔，通過可調諧f-p濾波器8對環(huán)內激光進行線寬壓縮，其中半導體飽和吸收體9將光脈沖邊緣較弱部分吸收，從而保留較強的脈沖中心以獲得更窄的脈沖，從而實現(xiàn)線寬壓縮并抑制模式跳變；經(jīng)過多重線寬壓縮的超窄線寬激光通過y型光纖耦合器6輸出10％的激光，剩余90％返回環(huán)形復合腔；所述的主諧振腔和短諧振腔中分別設有第一光隔離器5和第二光隔離器7，可防止環(huán)形復合腔的空間燒孔現(xiàn)象產(chǎn)生。
所述可調諧f-p濾波器8遵循多光束干涉原理，每一個透射波與前一個透射光波的相位差為：
其中λ為單模激光器的輸出波長，n為腔內物質折射率，i為折射角。
透射光強為：
其中r為可調諧f-p濾波器內部f-p腔的光纖端面反射率，i0為初始光強。
由上式可知當滿足δ＝2mπ(m為整數(shù))條件時，可得干涉儀透射光強分布的極大值，可調諧f-p濾波器(8)對滿足δ＝2mπ的光波能形成穩(wěn)定的振蕩并輸出等間隔的梳狀波形。當m值取定后，確定滿足相位條件的具有峰值透過率波長的因素為n、d和i，因此調節(jié)這三個參量就可以達到波長調諧的目的。
所述主諧振腔和短諧振腔構成超窄線寬波長可調的復合腔光纖激光器，其中的可調諧f-p濾波器8為復合腔光纖激光器的選頻器件。
所述復合腔光纖激光器的自由光譜范圍與短諧振腔的自由光譜范圍近似，進而控制短諧振腔的腔長可實現(xiàn)縱模間隔的加大。
所述可調諧f-p濾波器8為高性能的鉛基壓電陶瓷濾波器。
所述半導體飽和吸收體9采用碳納米管制備，半導體飽和吸收體9可根據(jù)需求更換具有不同管徑的碳納米管，具有較快的響應時間、比較寬的工作波長、使用靈活、制作簡單的特點。
以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施方式，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內。