專利名稱：一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，屬光纖激光器技術領域。
(二)
背景技術：
隨著光通信技術的發(fā)展以及在國民經(jīng)濟各部門中的應用，對于光纖通信技術中信號源的 要求也越來越高?，F(xiàn)在對光通信領域的研究和引用主要集中在三個波段S波段(約
1480-1530nm)， C波段(約1530nm-1565nm), L波段(約1570-皿0nm)。光纖激光器的誕生， 以其較低的制造成本，較多的輸出波長，較高的可調(diào)諧性以及非常高的電光效率，極大地推 動了光纖通信的發(fā)展?，F(xiàn)階段的光纖激光器大多使用半導體激光器做泵浦源，但半導體激光 器能夠輸出的光波長較少，不能滿足光纖激光器對于泵浦光波長的要求，傳統(tǒng)的解決方法是 利用LD泵浦的光纖激光器做泵浦源，采用多級泵浦的方式(如圖3)，可以較好的解決上述 問題。如2007年10月第5期《激光技術》雜志542頁《摻銩激光器研究進展》第2. 3節(jié)提 到的即是上述泵浦方法。但這種方法是通過引入一個光纖激光器的方式來實現(xiàn)泵浦的，在兩 個諧振腔之間不可避免地存在著連接損耗，第一級光纖激光器輸出能量較低，受到第一級諧 振腔的限制光增益不能做的很大，泵浦效率比較低，光束質(zhì)量也相對較差。以上問題都制約 著這種泵浦技術的發(fā)展，迫切需要采用一種新的泵浦方式解決上述問題。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術的缺陷和不足，本發(fā)明提出了一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器。 一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，包括泵浦源和與其相連的諧振腔，其特征在于諧振 腔由諧振腔摻雜光纖和兩段刻有兩個光纖光柵的石英光纖組成，兩段石英光纖分別通過連接 器連接在諧振腔摻雜光纖兩端，連接方式采用機械對齊方式，其中諧振腔摻雜光纖與兩個石 英光纖中的近端光纖光柵組成內(nèi)部諧振腔泵浦增強模塊；諧振腔的一端連接泵浦源，另一端 與波分復用耦合器(WDM)相連；泵浦源發(fā)出的光通過一側的石英光纖進入諧振腔內(nèi)，經(jīng)諧 振腔及內(nèi)部諧振腔泵浦增強模塊振蕩放大增強后產(chǎn)生激光，激光經(jīng)波分復用耦合器一端輸 出。
所述的泵浦源是980nmDFB半導體激光器。
所述的諧振腔摻雜光纖是銩鐿共摻碲化物光纖，其中摻雜銩(Tm3+)的濃度為800-1200卯m，摻雜鐿(Yb3+)的濃度為400-800ppm。
優(yōu)選的，所述的諧振腔摻雜光纖中TnT的摻雜濃度為1000ppm，YbW的摻雜濃度為600卯m 所述的諧振腔摻雜光纖的長度為8m到20m。 優(yōu)選的，所述的諧振腔摻雜光纖的長度為13. 5m。
所述的兩段石英光纖上的兩光纖光柵中，兩近端內(nèi)側的光纖光柵的反射中心波長為 1064nm，遠端外側的兩光纖光柵反射中心波長為1470nm。
所述的泵浦源端的石英光纖中光進入方的光纖光柵對1470nm的光的反射率大于等于 99%;另一個光纖光柵對1064nm的光的反射率大于等于99%。
所述的激光輸出方一端的石英光纖中內(nèi)側光纖光柵對1064nm的光的反射率大于等于 99%;另一個光纖光柵對1470nm的光的反射率大于等于90%。
本發(fā)明在使用時，980nm泵浦光對銩鐿共摻的碲化物光纖進行端面泵浦，其中碲化物光 纖中的Yb"經(jīng)過980nm光泵浦后可以發(fā)出中心波長在1064nm左右的熒光，而中心波長在1064nm波段的光正好又可以作為TmW的泵浦光，發(fā)出中心波長在1470nm左右的熒光，由于 內(nèi)側的一對光纖光柵的反射中心波長恰好在1064nm,因此這個波段左右的熒光將會在內(nèi)部 諧振腔內(nèi)振蕩放大，同時又不停地向1470nm左右的光進行轉化，整個過程從最終的效果看， 是輸入980rnn的泵浦光輸出了 1470nm左右的熒光在外側1470nm反射光纖光柵的作用下， 形成了穩(wěn)定的激光振蕩，最終光束經(jīng)過一個雙信道波分復用耦合器，從1470nm輸出端輸出 1470nm左右的激光，而多余的泵浦光從另外一個信道輸出，1470nm波段的光屬于S波段。 本發(fā)明的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，諧振腔泵浦增強型泵浦方式是利用 980nm半導體激光器對內(nèi)部諧振腔模塊進行直接泵浦，相對于以往的多級泵浦方式，提高了 泵浦效率。此外，通過共摻的方式將兩個串聯(lián)的諧振腔合并成一個諧振腔，避免了諧振腔連 接帶來的損耗，提高了輸出光的功率和光束的質(zhì)量。再者，諧振腔增強型泵浦方式大大減小 了激光器的體積。經(jīng)實驗測試，在泵浦光功率為0.3w，泵浦光中心波長在980nm，碲化物光 纖的長度在13. 5m， TnT的摻雜濃度為1000卯m， Yb"的摻雜濃度為600ppm，左側的光纖光柵 反射率為99%，右側光纖反射率在90%的情況下，內(nèi)部單程的光學增益可以高于20dB，而噪 聲增益只有5dB左右，極大的提高了信噪比。諧振腔增強型泵浦方式給光纖激光器和光纖放 大器的研究提供了一種嶄新的思路，即通過改進泵浦方式以及諧振腔的結構來提高泵浦效率 和增大輸出光的功率，為S波段通信的發(fā)展提供了良好的信號源，推動了光纖通信事業(yè)的發(fā) 展。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。 圖1是本發(fā)明裝置的結構示意圖。
其中1、光纖光柵，2、光纖光柵，3、連接器，3'連接器、4、波分復用耦合器，5、 諧振腔摻雜光纖，6、泵浦源，7、光纖光柵，8、光纖光柵,9、 1470nm激光輸出端，10、 980nm 泵浦光輸出端。
圖2是內(nèi)部諧振腔泵浦增強模塊示意圖。其中11、諧振腔摻雜光纖纖芯，12、諧振腔 摻雜光纖包層。
圖3是傳統(tǒng)的多級泵浦式光纖激光器示意圖。
其中，13、摻Yb"碲化物光纖，14、摻TW+碲化物光纖，15、泵浦源，16、光纖光柵， 17、光纖光柵，18、連接器，19、光纖光柵，20、光纖光柵，21、波分復用耦合器，22、 1470mn 激光輸出端，23、 980nm泵浦光輸出端。 具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。
實施例1:
本發(fā)明實施例如圖l所示，包括泵浦源6和與其相連的諧振腔，其特征在于諧振腔由諧 振腔摻雜光纖5和兩段刻有兩個光纖光柵的石英光纖組成，兩段石英光纖分別通過連接器3 和3'連接在諧振腔摻雜光纖5兩端，連接方式采用機械對齊方式，其中諧振腔摻雜光纖5 與兩個石英光纖中的近端光纖光柵2和8組成內(nèi)部諧振腔泵浦增強模塊；諧振腔的一端連接 泵浦源6，另一端與波分復用耦合器(WDM) 4相連；泵浦源6發(fā)出的光通過一側的石英光纖 進入諧振腔內(nèi)，經(jīng)諧振腔及內(nèi)部諧振腔泵浦增強模塊振蕩放大增強后產(chǎn)生激光，激光經(jīng)波分復用耦合器4一端輸出。
所述光纖光柵1是石英布拉格光纖光柵，其反射譜中心波長在1470nm，反射率為99%。 所述光纖光柵2是石英布拉格光纖光柵，其反射譜中心波長在1064nm，反射率為99%。 所述光纖光柵7是石英布拉格光纖光柵，其反射譜中心波長在1470nm，反射率為90%。 所述光纖光柵8是石英布拉格光纖光柵，其反射譜中心波長在1064nm，反射率為99% 所述的泵浦源6是DFB半導體激光器，其工作中心波長為980mn,輸出功率為0. 3w。 所述諧振腔摻雜光纖5是銩鐿共摻碲化物光纖，其長度在13. 5m， Tm3+的摻雜濃度為 1000ppm, Yb"的摻雜濃度為600ppm。
諧振腔泵浦增強型光纖激光器性能測試在泵浦光功率為0. 3w，泵浦光中心波長在 980nm，碲化物光纖的長度在13. 5m， Tm"的摻雜濃度為1000卯m， Yb"的攀雜濃度為600ppm， 左側的光纖光柵反射率為99%，右側光纖反射率在90%的情況下，內(nèi)部單程的光學增益可以 高于20dB，而噪聲增益只有5dB左右，輸出中心波長在1470nm。測試證明，諧振腔泵浦增 強型光纖激光器的輸出特性可以用于S波段的通信，在泵浦光能量相同的情況下，其輸出功 率遠遠大于傳統(tǒng)多級泵浦式光纖激光器的輸出功率，實現(xiàn)了高增益，高功率，高信噪比的目 的。
實施例2:
同實施例1，只是諧振腔摻雜光纖5的長度為18m，其中Tm"的摻雜濃度為1100ppm， Yb3+ 的摻雜濃度為750ppm。 實施例3:
同實施例l，只是諧振腔摻雜光纖5的長度為10m，其中Tm"的慘雜濃度為900ppm， Yb3+ 的摻雜濃度為500卯m。
權利要求
1、一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，包括泵浦源和與其相連的諧振腔，其特征在于諧振腔由諧振腔摻雜光纖和兩段刻有兩個光纖光柵的石英光纖組成，兩段石英光纖分別通過連接器連接在諧振腔摻雜光纖兩端，連接方式采用機械對齊方式，其中諧振腔摻雜光纖與兩個石英光纖中的近端光纖光柵組成內(nèi)部諧振腔泵浦增強模塊；諧振腔的一端連接泵浦源，另一端與波分復用耦合器相連；泵浦源發(fā)出的光通過一側的石英光纖進入諧振腔內(nèi)，經(jīng)諧振腔及內(nèi)部諧振腔泵浦增強模塊振蕩放大增強后產(chǎn)生激光，激光經(jīng)波分復用耦合器一端輸出。
2、 如權利要求1所述的一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，其特征在于所述的泵浦源 是980nmDFB半導體激光器。
3、 如權利要求1所述的一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，其特征在于所述的諧振腔 摻雜光纖是銩鐿共摻碲化物光纖，其中摻雜Tm"的濃度為800-1200ppm，摻雜Yb"的濃度為 400-800ppm。
4、 如權利要求1所述的一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，其特征在于所述的諧振腔 摻雜光纖中TnT的摻雜濃度為1000ppm， Yb"的摻雜濃度為600卯m。
5、 如權利要求1所述的一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，其特征在于所述的諧振腔 摻雜光纖的長度為8m到20m。
6、 如權利要求1所述的一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，其特征在于所述的諧振腔 慘雜光纖的長度為13. 5m。
7、 如權利要求1所述的一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，其特征在于所述的兩段石 英光纖上的兩光纖光柵中，兩近端內(nèi)側的光纖光柵的反射中心波長為1064nm，遠端外側的 兩光纖光柵反射中心波長為1470nm。
8、 如權利要求1所述的一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，其特征在于所述的泵浦源 端的石英光纖中光進入方的光纖光柵對1470rim的光的反射率大于等于99%;另一個光纖光 柵對1064nm的光的反射率大于等于99%。
9、 如權利要求1所述的一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，其特征在于所述的激光輸 出方一端的石英光纖中內(nèi)側光纖光柵對1064nm的光的反射率大于等于99%;另一個光纖光 柵對1470nm的光的反射率大于等于90%。
全文摘要
一種諧振腔泵浦增強型光纖激光器，屬光纖激光器技術領域。包括泵浦源和與其相連的諧振腔，其特征在于諧振腔由諧振腔摻雜光纖和兩段刻有兩個光纖光柵的石英光纖組成，兩段石英光纖分別通過連接器連接在諧振腔摻雜光纖兩端，連接方式采用機械對齊方式，其中諧振腔摻雜光纖與兩個石英光纖中的近端光纖光柵組成內(nèi)部諧振腔泵浦增強模塊；諧振腔的一端連接泵浦源，另一端與波分復用耦合器(WDM)相連；泵浦源發(fā)出的光通過一側的石英光纖進入諧振腔內(nèi)，經(jīng)諧振腔及內(nèi)部諧振腔泵浦增強模塊振蕩放大增強后產(chǎn)生激光，激光經(jīng)波分復用耦合器一端輸出。本發(fā)明實現(xiàn)了高增益，高功率，高信噪比的目的。
文檔編號H01S3/08GK101510662SQ200910019849
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權日2009年3月18日
發(fā)明者于光義, 公培軍, 宋復俊, 軍 常, 王青圃, 廣 陳 申請人:山東大學