一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器制造技术

一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器涉及激光技术领域，该激光器包括半导体激光器、波分复用器、增益光纤、波长调谐元件、耦合器和隔离器；半导体激光器的输出尾纤连接波分复用器的泵浦输入端，波分复用器的输出端连接增益光纤的一端光纤，增益光纤的另一端光纤连接波长调谐元件的输入端光纤，波长调谐元件的输出端光纤连接耦合器的输出端光纤，耦合器的输入端光纤连接隔离器的输出端光纤，隔离器的输入端光纤与波分复用器的信号端光纤相连接。本发明专利技术通过改变单模光纤

【技术实现步骤摘要】
一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器


[0001]本专利技术涉及激光
，具体涉及一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器。

技术介绍

[0002]波长可调谐脉冲光纤激光器具有波长调谐范围宽、光束质量好、体积小、功耗低、寿命长等特点，在光纤传感、光通信等领域有广泛应用。稀土掺杂硅基光纤的荧光发射谱非常宽，从而可以实现光纤激光器在较宽波长范围内的可调谐输出。根据波长可调谐器件的制作工艺，可以将其分为外部耦合滤波器，如体光栅、体布拉格光栅、自由空间干涉滤光片、棱镜等；以及全光纤滤波器，如光纤布拉格光栅、长周期光栅、光纤法布里
‑
珀罗滤波器、Sagnac光纤环镜等。对于使用外部耦合滤波器的波长可调谐光纤激光器，已经实现了较宽的波长调谐范围，但使用外部耦合滤波器无法实现全光纤结构，体积大，对外部干扰敏感，可靠性差。全光纤滤波器中，基于光纤布拉格光栅的滤波器依赖对光纤拉伸或压缩实现波长调谐，使其在长期运行中不可靠；长周期光栅滤波器，必须在光纤中写入光栅，增加了制造成本；光纤法布里
‑
珀罗滤波器具有良好的调谐范围，但价格极高；Sagnac光纤环镜调谐范围小。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器，利用多模光纤中的多模干涉滤波效应，通过改变光纤结构构成的圆环半径，使多模光纤中不同传播常数的横模在单模光纤中成像，通过改变圆环半径来改变滤波器的透射峰值波长，从而实现了对光纤激光器输出波长的宽带可调谐。
[0004]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0005]一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器，该激光器包括半导体激光器、波分复用器、增益光纤、波长调谐元件、耦合器和隔离器；所述半导体激光器输出泵浦激光，经波分复用器耦合进入增益光纤，增益光纤被半导体激光器输出的激光泵浦后产生增益，出射两个相反方向可调谐激光，正向传播的光，由于与隔离器的通光方向相反，不会形成激光输出；逆向传播的激光经波分复用器耦合进入隔离器，使激光在谐振腔中单向传输；单向传输的激光进入耦合器将环形谐振腔中的可调谐激光一部分耦合到腔外输出，一部分重新耦合回到环形腔内，环形腔内的激光经过所述波长可调谐元件后改变波长，通过增益光纤产生增益，出射可调谐激光，如此循环往复。
[0006]优选的，所述半导体激光器的输出尾纤连接波分复用器的泵浦输入端，所述波分复用器的输出端连接增益光纤的一端光纤，所述增益光纤的另一端光纤连接波长调谐元件的输入端光纤，所述波长调谐元件的输出端光纤连接耦合器的输出端光纤，所述耦合器的输入端光纤连接隔离器的输出端光纤，所述隔离器的输入端光纤与波分复用器的信号端光纤相连接。
[0007]优选的，还包括半导体激光器电源；所述半导体激光器电源与所述半导体激光器
连接，给半导体激光器提供电流，并且半导体激光器电源输出脉冲电流。
[0008]优选的，所述波长调谐元件包括固定夹具、多模干涉滤波元件和可移动夹具；所述固定夹具和可移动夹具分别设置在所述多模干涉滤波元件的两端。
[0009]优选的，所述固定夹具固定所述多模干涉滤波元件的一端，拉动所述多模干涉滤波元件的另一端，改变所述多模干涉滤波元件的半径后，通过所述可移动夹具固定多模干涉滤波元件的另一端。
[0010]优选的，所述多模干涉滤波元件包括第一单模光纤、多模光纤和第二单模光纤，所述第一单模光纤、多模光纤和第二单模光纤依次首尾连接，形成单模光纤
‑
多模光纤
‑
单模光纤结构，所述单模光纤
‑
多模光纤
‑
单模光纤结构盘绕成圆环，第二单模光纤的一端由固定夹具固定，第一单模光纤的一端在可移动夹具中移动，当第一单模光纤移动时，改变单模光纤
‑
多模光纤
‑
单模光纤结构盘绕成的圆环半径，使多模干涉滤波元件的透射峰值波长发生移动，实现了光纤激光器输出波长的可调谐。
[0011]优选的，所述第一单模光纤与多模光纤，和所述多模光纤与第二单模光纤以熔接的方式连接。
[0012]优选的，所述可调谐激光的波长调谐范围与增益光纤的掺杂稀土离子相关。
[0013]优选的，所述腔内/腔外输出的功率比与耦合器的耦合比相关。
[0014]优选的，所述多模光纤的芯径尺寸为30～105微米。
[0015]本专利技术的有益效果是：1)通过改变单模光纤
‑
多模光纤
‑
单模光纤构成的圆环半径，来实现波长调谐，结构简单，成本低；2)单模光纤
‑
多模光纤
‑
单模光纤结构的滤波元件，可以通过熔接的方法与各种光纤器件连接，方便易行，可靠性高。
附图说明
[0016]图1本专利技术一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器的结构示意图。
[0017]图2本专利技术多模干涉滤波元件结构示意图。
[0018]图3本专利技术波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器的输出波长随多模干涉滤波元件弯曲半径的变化曲线。
[0019]图中：1、半导体激光器，2、波分复用器，3、增益光纤，4、波长调谐元件，5、耦合器，6、隔离器，7、半导体激光器电源，41、固定夹具，42、多模干涉滤波元件，43、可移动夹具，421、第一单模光纤，422、多模光纤，423、第二单模光纤。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0021]如图1所示，一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器，该激光器包括半导体激光器1、波分复用器2、增益光纤3、波长调谐元件4、耦合器5和隔离器6；所述半导体激光器1的输出尾纤连接波分复用器2的泵浦输入端，所述波分复用器2的输出端连接增益光纤3的一端光纤，所述增益光纤3的另一端光纤连接波长调谐元件4的输入端光纤，所述波长调谐元件4的输出端光纤连接耦合器5的输出端光纤，所述耦合器5的输入端光纤连接隔离器6的输出端光纤，所述隔离器6的输入端光纤与波分复用器2的信号端光纤相连接。
[0022]其中，还包括半导体激光器电源7；所述半导体激光器电源7与所述半导体激光器1
连接，给半导体激光器1提供电流，并且半导体激光器电源7输出脉冲电流。
[0023]半导体激光器1输出波长为980nm的泵浦激光，半导体激光器1输出的泵浦激光经波分复用器2耦合进入增益光纤3，增益光纤3被980nm激光泵浦后产生增益，从而可以出射可调谐激光，可调谐激光的波长由波长调谐元件4决定，可调谐激光的波长调谐范围与增益光纤3的掺杂稀土离子相关：掺入镱离子可实现1.03
‑
1.09微米的波长调谐，掺入铒离子可实现1.53
‑
1.61微米的波长调谐等。隔离器6的作用是保证激光在谐振腔中单向传输，避免空间烧空现象。耦合器5将环形谐振腔中的可调谐激光一部分耦合到腔外输出，一部分重新耦合回到环形腔内，腔内/腔外输出的功率比与耦合器5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器，其特征在于，该激光器包括半导体激光器、波分复用器、增益光纤、波长调谐元件、耦合器和隔离器；所述半导体激光器输出泵浦激光，经波分复用器耦合进入增益光纤，增益光纤被半导体激光器输出的激光泵浦后产生增益，出射两个相反方向可调谐激光，正向传播的光，由于与隔离器的通光方向相反，不会形成激光输出；逆向传播的激光经波分复用器耦合进入隔离器，使激光在谐振腔中单向传输；单向传输的激光进入耦合器将环形谐振腔中的可调谐激光一部分耦合到腔外输出，一部分重新耦合回到环形腔内，环形腔内的激光经过所述波长可调谐元件后改变波长，通过增益光纤产生增益，出射可调谐激光，如此循环往复。2.根据权利要求1所述的一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器，其特征在于，所述半导体激光器的输出尾纤连接波分复用器的泵浦输入端，所述波分复用器的输出端连接增益光纤的一端光纤，所述增益光纤的另一端光纤连接波长调谐元件的输入端光纤，所述波长调谐元件的输出端光纤连接耦合器的输出端光纤，所述耦合器的输入端光纤连接隔离器的输出端光纤，所述隔离器的输入端光纤与波分复用器的信号端光纤相连接。3.根据权利要求1所述的一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器，其特征在于，还包括半导体激光器电源；所述半导体激光器电源与所述半导体激光器连接，给半导体激光器提供电流，并且半导体激光器电源输出脉冲电流。4.根据权利要求1所述的一种波长可调谐增益开关脉冲光纤激光器，其特征在于，所述波长调谐元件包括固定夹具、多模干涉滤波元件和可移动夹具；所述固定夹具和可移动夹具分别设置在所述多模干涉滤波元件的两端。5.根据权利要求4所述的一种波长...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蓟，王国政，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：