基于光纖光柵串和拉曼散射相結(jié)合的隨機(jī)分布反饋光纖拉曼激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種新型結(jié)構(gòu)的隨機(jī)光纖激光器，屬于激光器的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨機(jī)激光器是利用隨機(jī)增益介質(zhì)中光的多次散射產(chǎn)生光的非相干疊加而形成的新型無腔激光器，當(dāng)光散射的平均自由度足夠小時，光子將連續(xù)發(fā)生多次散射形成安德森局域化現(xiàn)象，產(chǎn)生類似于諧振腔的閉合環(huán)形腔，提高了光放大的有效路徑，從而形成隨機(jī)激光輸出。其在諸如流體檢測信號光，微結(jié)構(gòu)光纖光源等領(lǐng)域有著其他傳統(tǒng)激光器無可替代的作用。
[0003]2010年4月，Turitsyn等報道了完全利用光纖中的分布式瑞利散射效應(yīng)作為反饋機(jī)制的光纖拉曼激光器，并闡明了其基本工作原理?！禢ature Photonic))刊發(fā)評論，稱其為一種新型的光源，將在非線性光學(xué)，光通信和傳感領(lǐng)域等獲得應(yīng)用。自那以來，人們對于隨機(jī)激光器的研宄進(jìn)行了不斷的深入，并取得了重大的進(jìn)步。然而，對于這種隨機(jī)反饋激光器，雖然能提供穩(wěn)定的空間不相干的連續(xù)激光輸出，可是其高閾值功率、低轉(zhuǎn)換效率、低輸出功率以及需要很長的光纖等缺點一直阻擾著其進(jìn)一步向?qū)嶋H應(yīng)用方向發(fā)展。
[0004]2009年，關(guān)于在摻鉺光纖上人為引入光纖光柵串制成低閾值并包含多種競爭模式的隨機(jī)分布激光器的報道引起了人們的廣泛興趣，這種光纖中無序性的人為引入，使得這一類隨機(jī)分布激光器有著較低的閾值，光纖長度短，但是波長和峰值功率都不穩(wěn)定，因此難以得到長遠(yuǎn)的發(fā)展。
[0005]本發(fā)明將上述兩種隨機(jī)分布激光器相結(jié)合，在單模光纖中引入光纖光柵串，同時用1455nm的泵浦光使得增益由拉曼散射效應(yīng)提供，從而制作出一種閾值功率較低，光纖長度較短，輸出相對穩(wěn)定的隨機(jī)分布光纖激光器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明通過弱光纖光柵串的反射效應(yīng)構(gòu)成諧振腔，再由拉曼散射效應(yīng)獲得增益，從而解決之前隨機(jī)分布光纖激光器閾值高、轉(zhuǎn)化效率低、所用光纖長度太長的問題，同時獲得較為穩(wěn)定的輸出。
[0007]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種隨機(jī)分布光纖激光器由泵浦激光器、合束器、兩組弱光纖光柵串、單模光纖構(gòu)成。通過合束器將1455nm的泵浦光親合在單模光纖中雙向傳輸，在單模光纖的兩個靠近端面的地方分別刻入兩組弱光纖光柵串，它們由一定數(shù)量的在1550nm處的低反射率的光纖光柵構(gòu)成，單個光柵的反射率為I %，光柵之間的距離隨機(jī)分布。
[0009]本發(fā)明的工作原理是:1455nm的泵浦光經(jīng)波分復(fù)用器耦合進(jìn)入單模光纖后，光在光纖中雙向傳輸，經(jīng)拉曼散射獲得增益放大后的信號光經(jīng)過弱反射串，由于弱反射串間的安德森局域化現(xiàn)象使得光在弱反射串內(nèi)產(chǎn)生多次散射，其中的后向散射光使得信號光在光纖中諧振并被不停地放大，最終形成激光輸出。
[0010]本發(fā)明所具有的優(yōu)點:利用光纖光柵串取代單純的瑞利散射，可以有效地縮短光纖長度，增加了結(jié)構(gòu)的緊湊性的同時提高了激光的輸出效率。采用拉曼散射效應(yīng)獲得增益可以使得輸出光更加穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0011]如說明書附圖所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)附圖
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0013]本發(fā)明的實施如圖所示，包括1455nm的泵浦光源l，1455/1550nm的合束器2，長距離的單模光纖3，兩組弱光纖光柵串4 (每邊20個，每個光柵的長度為5_，相鄰光纖光柵之間的間隔在4-6_內(nèi)隨機(jī)取值，單個光柵反射率取I % )。激光可以由單模光纖的兩端輸出，在激光器的輸出端口依次為跳線和光譜儀或者功率計，則可以觀測到輸出激光的光譜和功率特性。
【主權(quán)項】
1.一種新型的隨機(jī)分布光纖激光器，包括泵浦激光器，單模光纖，合束器和兩組弱光纖光柵串，其特征是泵浦光由合束器耦合到單模光纖中并在光纖中雙向傳輸，在光纖靠近兩輸出端引入弱光纖光柵串，各弱反射光纖光柵的反射中心波長相同，光柵間的距離隨機(jī)分布。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于弱光纖光柵串和拉曼散射相結(jié)合的隨機(jī)激光器。它的成本較低，有著較低的泵浦閾值，能實現(xiàn)穩(wěn)定的連續(xù)激光輸出，屬于光纖激光器的技術(shù)領(lǐng)域。其構(gòu)成包括泵浦激光器，合束器，單模光纖，兩組弱光纖光柵串。本實用新型利用在單模光纖中刻入弱光纖光柵串，通過光纖光柵串的反射效應(yīng)，構(gòu)成了隨機(jī)光學(xué)諧振腔，并利用受激拉曼散射提供增益。與之前單純以瑞利散射效應(yīng)構(gòu)成諧振腔的隨機(jī)光纖激光器相比，本實用新型大大縮短了光纖的長度，并降低了泵浦閾值。本實用新型適用于光纖傳感及光通信領(lǐng)域。
【IPC分類】H01S3-094, H01S3-067, H01S3-30
【公開號】CN204464746
【申請?zhí)枴緾N201520200291
【發(fā)明人】董新永, 劉遠(yuǎn)洋, 周孟暉, 林云峰
【申請人】中國計量學(xué)院
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月1日