一種基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器的制造方法
【專利摘要】本實用新型設(shè)計了一種基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器，屬于光纖激光器【技術(shù)領(lǐng)域】，由布里淵泵浦激光源、摻鉺光纖放大器、隔離器、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、單模光纖、隨機分布反饋光纖組成。本實用新型將第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、單模光纖組成一個環(huán)形結(jié)構(gòu)，與隨機分布反饋光纖共同構(gòu)成一個半開放的諧振腔，實現(xiàn)多波長隨機激光輸出。利用受激布里淵散射和半開放腔的設(shè)計，使得該激光器結(jié)構(gòu)簡單、閾值功率低、波長間隔短且波長間隔相，同時有效消除奇偶受激布里淵斯托克斯線峰值功率差異問題。
【專利說明】一種基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種隨機光纖激光器，尤其涉及一種基于受激布里淵散射的單增 益隨機分布反饋光纖激光器，屬于光纖激光器【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨機激光器是基于隨機分布反饋的一類激光器，其利用無序介質(zhì)中的多次散射效 應(yīng)實現(xiàn)隨機分布反饋。傳統(tǒng)的隨機激光器往往存在激光輸出角度依賴性和閾值功率高等 缺點。隨機光纖激光器可以利用光纖極好的二維限制作用，有效克服隨機激光輸出角度依 賴性和閾值功率高的問題。隨機光纖激光器主要分為三類，第一類基于填充分散Ti0 2納米 顆粒的若丹明6G溶液的光子晶體光纖，利用側(cè)面泵浦獲得隨機激光輸出，該方法技術(shù)難度 大，輸出激光波長少；第二類基于隨機分布的光纖布拉格光柵，可獲得低閾值功率的隨機激 光輸出，但制備復(fù)雜，輸出波長少，波長間隔不固定；第三類基于瑞利背向散射，由于瑞利背 向散射較弱，目前的方法主要是利用拉曼效應(yīng)對瑞利背向散射信號進行放大，但具有激光 閾值功率高、轉(zhuǎn)換效率低、輸出波長少等缺點。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型的目的在于提供一種基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器，該激光 器結(jié)構(gòu)簡單、閾值功率低、輸出波長多、波長間隔短且波長間隔相等。
[0004] 本實用新型所采用的技術(shù)方案為：
[0005] -種基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器，包括布里淵泵浦激光源（1)、摻鉺光 纖放大器（2)、隔離器（3)、第一環(huán)形器（4)、單模光纖（5)、第二環(huán)形器（6)、隨機分布反饋 光纖（7);所述的布里淵泵浦激光源（1)與摻鉺光纖放大器（2)輸入端相連，摻鉺光纖放大 器（2)輸出端與隔離器（3)輸入端相連，隔離器（3)輸出端與第一環(huán)形器一端口（100)相 連，第一環(huán)形器二端口（101)與單模光纖（5) -端相連，單模光纖（5)的另一端與第二環(huán)形 器三端口（105)相連，第一環(huán)形器三端口（102)與第二環(huán)形器一端口（103)相連，第二環(huán)形 器二端口（104)與隨機分布反饋光纖（7)的一端相連，隨機分布反饋光纖（7)的另一端作 為隨機激光輸出；所述的第一環(huán)形器（4)、單模光纖（5)、第二環(huán)形器（6)組成一個環(huán)形結(jié) 構(gòu)，與隨機分布反饋光纖（7)共同構(gòu)成一個半開放腔，形成激光振蕩，最終實現(xiàn)多波長的隨 機激光輸出。
[0006] 所述的隨機分布反饋光纖由石英材料、多組分玻璃、氟化物玻璃或者聚合物材料 制成。
[0007] 所述的隨機分布反饋光纖為單模光纖、色散位移光纖、色散補償光纖、高非線性光 纖或者高非線性色散位移光纖，長度為lkm?200km。
[0008] 本實用新型的有益效果是：
[0009] 1、利用受激布里淵散射作為單增益，激光器結(jié)構(gòu)簡單、閾值功率低，可以獲得波長 間距短且均勻的多波長激光輸出；
[0010] 2、利用半開放腔的設(shè)計，有效消除奇偶受激布里淵斯托克斯線峰值功率差異問 題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0012] 圖1是本實用新型基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2是本實用新型輸出為1?4個波長的多波長光纖激光器輸出光譜圖。
[0014] 圖1中：1為布里淵泵浦激光源；2為摻鉺光纖放大器；3為隔離器；4為第一環(huán)形 器；5為單模光纖；6為第二環(huán)形器；7為隨機分布反饋光纖；100為第一環(huán)形器一端口；101 為第一環(huán)形器二端口；102為第一環(huán)形器三端口；103為第二環(huán)形器一端口；104為第二環(huán) 形器二端口； 105為第二環(huán)形器三端口。

【具體實施方式】
[0015] 以下結(jié)合本實用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理作詳細說明：
[0016] 圖1中，一種基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器，包括布里淵泵浦激光源1、 摻鉺光纖放大器2、隔離器3、第一環(huán)形器4、單模光纖5、第二環(huán)形器6、隨機分布反饋光纖 7 ;其特征在于：所述的布里淵泵浦激光源1與摻鉺光纖放大器2輸入端相連，摻鉺光纖放 大器2輸出端與隔離器3輸入端相連，隔離器3輸出端與第一環(huán)形器一端口 100相連，第一 環(huán)形器二端口 101與單模光纖5 -端相連，單模光纖5的另一端與第二環(huán)形器三端口 105 相連，第一環(huán)形器三端口 102與第二環(huán)形器一端口 103相連，第二環(huán)形器二端口 104與隨機 分布反饋光纖7的一端相連，隨機分布反饋光纖7的另一端作為隨機激光輸出；所述的第一 環(huán)形器4、單模光纖5、第二環(huán)形器6組成一個環(huán)形結(jié)構(gòu)，與隨機分布反饋光纖7共同構(gòu)成一 個半開放的諧振腔，形成激光振蕩，最終實現(xiàn)多波長的隨機激光輸出。
[0017] 一種基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器的工作原理：
[0018] 一種基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器根據(jù)圖1所示的各部件連接好。布里 淵泵浦激光源1的激光經(jīng)摻鉺光纖放大器2放大后，通過第一環(huán)形器4進入環(huán)形結(jié)構(gòu)中， 在單模光纖5處產(chǎn)生受激布里淵散射和瑞利散射，從而產(chǎn)生逆時針方向傳播的一階受激布 里淵散射和布里淵泵浦激光的瑞利背向散射。逆時針方向傳播的一階受激布里淵散射和 布里淵泵浦激光的瑞利背向散射光直接經(jīng)過第一環(huán)形器4、第二環(huán)形器6,進入隨機分布反 饋光纖7。如果布里淵泵浦激光功率足夠高，其產(chǎn)生的一階受激布里淵散射功率發(fā)生飽和， 在隨機分布反饋光纖7中會產(chǎn)生背向傳播的二階受激布里淵散射。新產(chǎn)生的二階受激布里 淵背向散射光，以及隨機分布反饋光纖7中一階受激布里淵散射的瑞利背向散射光，部分 地反射回環(huán)形結(jié)構(gòu)中繼續(xù)傳播。剩余的光從隨機分布反饋光纖7的另一端形成隨機激光輸 出。當(dāng)布里淵泵浦功率足夠高時，由于低階布里淵散射的飽和效應(yīng)，高階布里淵散射不斷產(chǎn) 生，最終實現(xiàn)多波長的隨機激光輸出。
[0019] 實施例
[0020] 圖2為輸出1?4個波長的基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器的輸出光譜 圖，與其對應(yīng)的多波長光纖激光器如圖1所示。其中布里淵泵浦激光源1波長為1550nm，單 模光纖5長度為10km，隨機分布反饋光纖7為20km的單模光纖。與圖2中從下往上四條曲 線對應(yīng)的布里淵泵浦激光源1泵浦功率依次為20mW、41. 7mW、89. lmW和631mW。
[0021] 1550nm布里淵泵浦激光源1與摻鉺光纖放大器2輸入端相連，摻鉺光纖放大器2 輸出端與隔離器3輸入端相連，隔離器3輸出端與第一環(huán)形器一端口 100相連，第一環(huán)形器 二端口 101與10km的單模光纖5相連。單模光纖5的另一端與第二環(huán)形器三端口 105相 連，第一環(huán)形器三端口 102與第二環(huán)形器一端口 103相連，第二環(huán)形器二端口 104與20km的 隨機分布反饋光纖7的一端相連。隨機分布反饋光纖7的另一端輸出多波長的隨機激光。 1550nm布里淵泵浦激光源1經(jīng)摻鉺光纖放大器2和隔離器3,由第一環(huán)形器一端口 100進 入環(huán)形結(jié)構(gòu)后，在l〇km的單模光纖5中產(chǎn)生一階受激布里淵散射和瑞利背向散射，產(chǎn)生的 一階受激布里淵散射和瑞利背向散射光逆時針方向傳播，經(jīng)由第一環(huán)形器4和第二環(huán)形器 6進入20km的隨機分布反饋光纖7。如果1550nm布里淵泵浦激光的功率足夠高，一階受激 布里淵散射的功率將達到飽和，在隨機分布反饋光纖7產(chǎn)生二階受激布里淵背向散射和一 階受激布里淵散射的瑞利背向散射。這個過程不斷進行，就可以產(chǎn)生更多的高階受激布里 淵散射。所有的受激布里淵散射和瑞利背向散射光會被隨機分布反饋光纖7部分地反射回 環(huán)形結(jié)構(gòu)中，剩余的各階受激布里淵散射光和瑞利背向散射光從隨機分布反饋光纖7另一 端輸出，產(chǎn)生多波長隨機激光。
[0022] 以上實施例只是本發(fā)明所有方案中優(yōu)選方案之一，其它對基于隨機分布反饋的多 波長光纖激光器結(jié)構(gòu)的簡單改變都屬于本發(fā)明所保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器，包括布里淵泵浦激光源（1)、摻鉺光 纖放大器（2)、隔離器（3)、第一環(huán)形器（4)、單模光纖（5)、第二環(huán)形器￠)、隨機分布反饋光 纖（7);其特征在于：所述的布里淵泵浦激光源（1)與摻鉺光纖放大器（2)輸入端相連，摻 鉺光纖放大器（2)輸出端與隔離器（3)輸入端相連，隔離器（3)輸出端與第一環(huán)形器一端 口（100)相連，第一環(huán)形器二端口（101)與單模光纖（5) -端相連，單模光纖（5)的另一端 與第二環(huán)形器三端口（105)相連，第一環(huán)形器三端口（102)與第二環(huán)形器一端口（103)相 連，第二環(huán)形器二端口（104)與隨機分布反饋光纖（7)的一端相連，隨機分布反饋光纖（7) 的另一端作為隨機激光輸出；所述的第一環(huán)形器（4)、單模光纖（5)、第二環(huán)形器（6)組成一 個環(huán)形結(jié)構(gòu)，與隨機分布反饋光纖（7)共同構(gòu)成一個半開放的諧振腔，形成激光振蕩，最終 實現(xiàn)多波長的隨機激光輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器，其特征在于， 所述的隨機分布反饋光纖（7)由石英材料、多組分玻璃、氟化物或者聚合物材料制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于隨機分布反饋的多波長光纖激光器，其特征在于， 所述的隨機分布反饋光纖（7)為單模光纖、色散位移光纖、色散補償光纖、高非線性光纖或 者高非線性色散位移光纖，長度為lkm?200km。
【文檔編號】H01S3/108GK203911220SQ201420240134
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】杜澤軒, 劉夢詩, 李佳, 宋鑫, 徐鋼楓, 黃昌清 申請人:中國計量學(xué)院