專利名稱：一種線形腔可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可調(diào)諧光纖激光器，特別是由可調(diào)諧多波長(zhǎng)梳狀反射器與摻稀土元素光纖構(gòu)成線形激光諧振腔的大范圍波長(zhǎng)可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器。
背景技術(shù)：
大范圍波長(zhǎng)可調(diào)諧單頻單偏振激光器在大容量長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)、光纖和光電子器件與系統(tǒng)測(cè)量、以及光纖傳感等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。尤其是光纖型激光器，由于其與光纖系統(tǒng)完全匹配，沒有光耦合問題，與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器相比具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。目前用于實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)可調(diào)諧單頻單偏振激光輸出的光纖激光器技術(shù)方案主要有(a)由多個(gè)光纖光柵在幾個(gè)特定波長(zhǎng)上提供光反饋，結(jié)合腔內(nèi)可調(diào)濾波器實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧激光輸出的環(huán)形腔可調(diào)諧光纖激光器(IEEE Photonics Technology Letters，17(7)，pp.1387-1389，2005)；(b)用可調(diào)諧光纖光柵提供光反饋，腔內(nèi)采用光纖偏振器進(jìn)行偏振態(tài)控制的環(huán)形腔可調(diào)諧光纖激光器(發(fā)明專利，申請(qǐng)?zhí)?00310122025.0)；(c)由可調(diào)諧光纖光柵提供光反饋，結(jié)合腔內(nèi)濾波器實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧激光輸出的環(huán)形腔可調(diào)諧光纖激光器(實(shí)用新型專利，申請(qǐng)?zhí)?3277023.5)；(d)在環(huán)形腔內(nèi)加入大范圍可調(diào)諧濾波器和光纖偏振器實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧單頻單偏振激光輸出的可調(diào)諧光纖激光器(IEEE Photonics Technology Letters，2(11)，pp.787-789，1990)等。其中(a)所述激光器只能在光纖光柵所對(duì)應(yīng)的少數(shù)幾個(gè)波長(zhǎng)上實(shí)現(xiàn)激光波長(zhǎng)的切換。(b)和(c)則受到光纖光柵調(diào)諧范圍的限制，僅可實(shí)現(xiàn)在幾個(gè)納米上的波長(zhǎng)調(diào)諧。(d)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)在整個(gè)增益譜內(nèi)的大范圍波長(zhǎng)調(diào)諧，但大范圍可調(diào)諧窄帶濾波器本身的制作難度與成本均很高，限制了這種可調(diào)諧光纖激光器的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器領(lǐng)域所存在的上述問題，提供一種大范圍波長(zhǎng)可調(diào)諧、工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、性能穩(wěn)定且易于工業(yè)化生產(chǎn)的單頻單偏振環(huán)形腔光纖激光器。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該激光器包括第一光纖型梳狀反射器、第二光纖型梳狀反射器、稀土摻雜光纖、半導(dǎo)體激光器、波分復(fù)用器和激光輸出端；在第一和第二光纖型梳狀反射器中至少有一個(gè)是偏振相關(guān)光纖型梳狀反射器，且至少有一個(gè)光纖型梳狀反射器是可調(diào)諧的。第一和第二光纖型梳狀反射器具有不同的反射峰波長(zhǎng)間隔。所發(fā)明的線形腔可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器各部件間的連接方式是第一光纖型梳狀反射器的反射端與波分復(fù)用器的信號(hào)光輸入端相連，半導(dǎo)體激光器與波分復(fù)用器的泵浦光輸入端相連，波分復(fù)用器的輸出端與稀土摻雜光纖的一端相連，稀土摻雜光纖的另一端接第二光纖型梳狀反射器的反射端，構(gòu)成線形激光諧振腔，第二光纖型梳狀反射器的透射端為激光輸出端。所述的光纖型梳狀反射器是指具有固定或可調(diào)諧的多波長(zhǎng)梳狀反射譜的光纖器件，所述的偏振相關(guān)光纖型梳狀濾波器是指對(duì)不同輸入偏振光具有不同梳狀反射譜的光纖器件。通過對(duì)可調(diào)諧梳狀反射器的反射譜進(jìn)行調(diào)諧，使得在希望獲得激光輸出的波長(zhǎng)位置上兩光纖型梳狀反射器對(duì)于特定的線偏振光的反射峰發(fā)生重合，而在其它波長(zhǎng)上兩反射器的反射峰均不發(fā)生重合，實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧單頻單偏振激光輸出。其顯著特點(diǎn)在于，兩個(gè)光纖型反射器均具有梳狀反射譜，因此，只需對(duì)可調(diào)諧光纖型梳狀反射器的反射譜進(jìn)行小范圍調(diào)節(jié)即可實(shí)現(xiàn)激光器輸出波長(zhǎng)的大范圍調(diào)諧，大大降低了器件的制作難度與制作成本，易于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。
所述的第一和第二光纖型梳狀反射器是(a)光纖型法布里-泊羅梳狀反射器、(b)光纖型法布里-泊羅可調(diào)諧梳狀反射器、(c)在普通光纖上制作的取樣光纖光柵梳狀反射器、(d)在雙折射光纖上制作的偏振相關(guān)取樣光纖光柵梳狀反射器、(e)取樣光纖光柵可調(diào)諧梳狀反射器、(f)高雙折射光纖Sagnac環(huán)型梳狀反射器、(g)高雙折射光纖Sagnac環(huán)型可調(diào)諧梳狀反射器、(h)光纖麥克爾遜干涉儀型梳狀反射器或(i)光纖型梳狀反射器的反射端與光纖偏振器相接構(gòu)成的偏振相關(guān)光纖型梳狀反射器。
與已有技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有的有益效果器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制作、成本低廉、可在稀土摻雜光纖的整個(gè)增益譜范圍內(nèi)獲得穩(wěn)定的可調(diào)諧單頻單偏振激光輸出。


圖1線形腔可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器基本組成結(jié)構(gòu)2線形腔可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器的具體實(shí)施方式
一圖3線形腔可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器的具體實(shí)施方式
二圖4光纖Sagnac環(huán)型可調(diào)諧梳狀反射器的反射譜(細(xì)實(shí)線)與光纖Sagnac環(huán)型偏振相關(guān)梳狀反射器的反射譜(粗實(shí)線)圖5由光纖Sagnac環(huán)型可調(diào)諧梳狀反射器與光纖Sagnac環(huán)型偏振相關(guān)梳狀反射器組成的線形腔可調(diào)諧光纖激光器的輸出譜其中1.第一光纖型梳狀反射器；2.第二光纖型梳狀反射器；3.稀土摻雜光纖；4.半導(dǎo)體激光器；5.波分復(fù)用器；6.激光輸出端。
具體實(shí)施例方式
圖2和圖3是本發(fā)明的兩種具體實(shí)施方式
。
實(shí)施方式一，見圖2。
第一光纖型梳狀反射器1選用偏振無關(guān)的高雙折射光纖Sagnac環(huán)型可調(diào)諧梳狀反射器，第二光纖型梳狀反射器2選用由光纖偏振器與高雙折射光纖Sagnac環(huán)組成的不可調(diào)諧光纖型偏振相關(guān)梳狀反射器；所構(gòu)成的線形腔可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器的連接方式第一光纖型梳狀反射器1的反射端與波分復(fù)用器5的信號(hào)光輸入端相連，半導(dǎo)體激光器4與波分復(fù)用器5的泵浦光輸入端相連，波分復(fù)用器5的輸出端與稀土摻雜光纖3的一端相連，稀土摻雜光纖3的另一端接第二光纖型梳狀反射器2的反射端，構(gòu)成線形激光諧振腔，第二光纖型梳狀反射器2的透射端為激光輸出端。
實(shí)施方式二，見圖3。所構(gòu)成的線形腔可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器與實(shí)施方式一的區(qū)別是第一光纖型梳狀反射器1選用不可調(diào)諧且偏振無關(guān)的高雙折射光纖Sagnac環(huán)型梳狀反射器，第二光纖型梳狀反射器2選用在雙折射光纖上制作的偏振相關(guān)可調(diào)諧取樣光纖光柵梳狀反射器。
下面以實(shí)施方式一的線形腔可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器為例對(duì)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧單頻單偏振激光輸出的具體過程作進(jìn)一步說明。激光器中的稀土摻雜光纖為摻鉺光纖。圖4所示為經(jīng)調(diào)諧后偏振無關(guān)高雙折射光纖Sagnac環(huán)型可調(diào)諧梳狀反射器1的反射譜(細(xì)實(shí)線)以及不可調(diào)諧高雙折射光纖Sagnac環(huán)型偏振相關(guān)梳狀反射器2的反射譜(粗實(shí)線)，兩光纖型梳狀反射器的反射峰在1549.2nm處發(fā)生重合，而在其它波長(zhǎng)上均不發(fā)生重合，因此在該波長(zhǎng)上激光器具有最低的腔損耗和激光閾值。由于激光模式之間的競(jìng)爭(zhēng)，其它波長(zhǎng)上的光模式均被抑制，從而獲得單頻激光輸出。圖6為與圖5的反射譜所對(duì)應(yīng)的激光輸出譜。通過調(diào)諧偏振無關(guān)光纖Sagnac環(huán)型可調(diào)諧梳狀反射器1使其反射譜與不可調(diào)諧高雙折射光纖Sagnac環(huán)型偏振相關(guān)梳狀反射器2的反射譜在其它波長(zhǎng)上出現(xiàn)峰值重迭，激光器將在該波長(zhǎng)位置上獲得激光輸出，實(shí)現(xiàn)激光波長(zhǎng)的調(diào)諧。
權(quán)利要求
1.一種線形腔可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器，該激光器包括第一光纖型反射器，第二光纖型反射器，稀土摻雜光纖，半導(dǎo)體激光器，波分復(fù)用器，激光輸出端；其特征是所述的第一光纖型反射器(1)和第二光纖型反射器(2)均為光纖型梳狀反射器；在第一光纖型梳狀反射器(1)和第二光纖型梳狀反射器(2)中至少有一個(gè)是偏振相關(guān)光纖型梳狀反射器，且至少有一個(gè)光纖型梳狀反射器是可調(diào)諧的；通過對(duì)可調(diào)諧光纖型梳狀反射器的反射譜進(jìn)行調(diào)諧，實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧單頻單偏振激光輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種線形腔可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器，其特征是所述的第一光纖型梳狀反射器(1)是(a)光纖型法布里-泊羅梳狀反射器、(b)光纖型法布里-泊羅可調(diào)諧梳狀反射器、(c)在普通光纖上制作的取樣光纖光柵梳狀反射器、(d)在雙折射光纖上制作的偏振相關(guān)取樣光纖光柵梳狀反射器、(e)取樣光纖光柵可調(diào)諧梳狀反射器、(f)高雙折射光纖Sagnac環(huán)型梳狀反射器、(g)高雙折射光纖Sagnac環(huán)型可調(diào)諧梳狀反射器、(h)光纖麥克爾遜干涉儀型梳狀反射器或(i)光纖型梳狀反射器的反射端與光纖偏振器相接構(gòu)成的偏振相關(guān)光纖型梳狀反射器；所述的第二光纖型梳狀反射器(2)是(a)光纖型法布里-泊羅梳狀反射器、(b)光纖型法布里-泊羅可調(diào)諧梳狀反射器、(c)在普通光纖上制作的取樣光纖光柵梳狀反射器、(d)在雙折射光纖上制作的偏振相關(guān)取樣光纖光柵梳狀反射器、(e)取樣光纖光柵可調(diào)諧梳狀反射器、(f)高雙折射光纖Sagnac環(huán)型梳狀反射器、(g)高雙折射光纖Sagnac環(huán)型可調(diào)諧梳狀反射器、(h)光纖麥克爾遜干涉儀型梳狀反射器或(i)光纖型梳狀反射器的反射端與光纖偏振器相接構(gòu)成的偏振相關(guān)光纖型梳狀反射器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種線形腔可調(diào)諧單頻單偏振光纖激光器，它包括第一光纖型梳狀反射器(1)、第二光纖型梳狀反射器(2)、稀土摻雜光纖(3)、半導(dǎo)體激光器(4)、波分復(fù)用器(5)和激光輸出端(6)；在兩個(gè)光纖型梳狀反射器中至少有一個(gè)具有偏振相關(guān)反射譜，且至少有一個(gè)是可調(diào)諧的。波分復(fù)用器的信號(hào)輸入端接第一光纖型梳狀反射器，泵浦輸入端接半導(dǎo)體激光器，輸出端接稀土摻雜光纖，稀土摻雜光纖再接第二光纖型梳狀反射器的反射端，透射端為激光輸出端。通過改變可調(diào)諧光纖型梳狀反射器的反射峰位置實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧單頻單偏振激光輸出。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、能實(shí)現(xiàn)整個(gè)摻雜光纖增益譜上的大范圍波長(zhǎng)調(diào)諧，可廣泛用于光纖技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01S3/08GK101013792SQ200710063560
公開日2007年8月8日 申請(qǐng)日期2007年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月5日
發(fā)明者陳根祥, 羅平, 武建芬, 姜宏波, 梁永靈, 郭政華, 賈麗敏, 董天龍, 韓健, 邢矩巖, 夏濤, 路慧敏, 秦婉婷 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)