基于剩余泵浦再利用技术的高效单频光纤振荡器制造技术

本发明专利技术属于激光器技术领域，具体涉及一种基于剩余泵浦再利用技术的高效单频光纤振荡器，包括泵浦源

【技术实现步骤摘要】
基于剩余泵浦再利用技术的高效单频光纤振荡器


[0001]本专利技术属于激光器
，具体涉及一种基于剩余泵浦再利用技术的高效单频光纤振荡器
。

技术介绍

[0002]单频光源在光纤传感
、
量子信息
、
激光雷达
、
相干测量等领域具有重要应用，产生单频光源的单频光纤激光器包括
DFB
单频光纤振荡器和
DBR
单频光纤振荡器
。
[0003]DFB
单频光纤振荡器的核心部件是一段
DFB
光栅，
DFB
光栅为一段写有相移光栅的有源光纤，有源光纤一般是掺铒光纤或铒镱光纤等掺有稀土元素的光纤
。DFB
单频光纤振荡器的基本原理是将泵浦光输入至
DFB
光栅上，这样
DFB
光栅上就会在一定的波长范围内有增益，光栅可实现光反馈和波长选择，从而具备良好的频率稳定性，实现稳定的单模输出
。DFB
单频光纤振荡器的结构如图1所示，泵浦光经第一个波分复用器耦合进入
DFB
光栅，未被
DFB
光栅吸收的泵浦光经由第二个波分复用器剥离后导出
。
[0004]DFB
光栅的长度在
5cm
左右，实际有效腔长仅为1‑
2cm。
以
1.5
微米
DFB
光栅为例，刻制此类
DFB
光栅所用光纤对泵浦光吸收系数在
5dB/m
左右，这便导致其对泵浦光的吸收效率很低，不高于
6%。
过低的泵浦利用率不仅造成了泵浦光的浪费，令振荡器效率极低，更严重的问题是导致振荡器输出单频激光功率很低，无法实现实际应用
。
为满足应用，现有技术中一般须采用
MOPA
放大器对振荡器输出的单频激光进行放大，这不仅使系统的复杂程度较高，还必然致使成本较高
。
[0005]DBR
单频光纤振荡器的光学谐振腔是由一段稀土离子掺杂光纤作为增益介质，宽带光纤光栅和窄带光纤光栅分别熔接在增益光纤两端并作为谐振腔的前后腔镜，组成谐振腔，如图2所示
。
在
DBR
结构的谐振腔中，为了获得稳定且无跳模的单一纵模激光输出，则要求增益光纤的长度足够短，通常在
cm
级别
。
当选用吸收系数低的增益光纤时，增益光纤无法高效吸收泵浦光，
DBR
单频光纤振荡器的光学谐振腔也存在着泵浦利用率低
、
单频激光功率低
、
须采用
MOPA
放大器对振荡器输出的单频激光进行放大才能使用等缺陷
。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是弥补现有技术的不足，为解决
DFB
单频光纤振荡器泵浦利用率低
、
输出信号光功率的问题，提供一种基于剩余泵浦再利用技术的高效单频光纤振荡器
。
[0007]要解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种基于剩余泵浦再利用技术的高效单频光纤振荡器，包括泵浦源
、
信号光隔离器
、
波分复用器和
DFB
光栅，波分复用器包括端口
A、
端口
B
和端口
C
，泵浦源的出光口通过传能光纤与端口
A
相连，信号光隔离器的信号接入端通过传能光纤与端口
B
相连；还包括第一泵浦光偏振控制器
、PBS
合束器
、
信号光偏振控制器和第二泵浦光偏振控制器；
PBS
合束器包括分接口
E、
分接口
F
和主接口
G
；自波分复用器的端口
C
开始，波分复用
器
、
第一泵浦光偏振控制器
、PBS
合束器
、
信号光偏振控制器
、DFB
光栅
、
第二泵浦光偏振控制器和
PBS
合束器通过传能光纤依次串接，其中第一泵浦光偏振控制器与
PBS
合束器的分接口
E
相连，第二泵浦光偏振控制器与
PBS
合束器的分接口
F
相连，信号光偏振控制器与
PBS
合束器的主接口
G
相连
。
[0008]进一步地，所述
DFB
光栅与第二泵浦光偏振控制器之间通过传能光纤串接有泵浦光隔离器
。
[0009]进一步地，泵浦源发出泵浦光之后，泵浦光依次经过波分复用器
、
第一泵浦光偏振控制器
、PBS
合束器
、
信号光偏振控制器之后至
DFB
光栅；一部分泵浦光被
DFB
光栅吸收，另一部分泵浦光未被
DFB
光栅吸收，成为剩余泵浦光；
DFB
光栅受激发后产生单频信号光，单频信号光经信号光偏振控制器
、PBS
合束器
、
第一泵浦光偏振控制器
、
波分复用器和信号光隔离器之后传播出；剩余泵浦光则依次经第二泵浦光偏振控制器
、PBS
合束器
、
信号光偏振控制器之后再次至
DFB
光栅
。
[0010]一种基于剩余泵浦再利用技术的高效单频光纤振荡器，包括泵浦源
、
信号光隔离器
、
波分复用器和光学谐振腔，光学谐振腔由增益光纤和分别熔接在增益光纤两端的宽带光纤光栅和窄带光纤光栅组成，波分复用器包括端口
A、
端口
B
和端口
C
，泵浦源的出光口通过传能光纤与端口
A
相连，信号光隔离器的信号接入端通过传能光纤与端口
B
相连；还包括第一泵浦光偏振控制器
、PBS
合束器
、
信号光偏振控制器和第二泵浦光偏振控制器；
PBS
合束器包括分接口
E、
分接口
F
和主接口
G
；自波分复用器的端口
C
开始，波分复用器
、
第一泵浦光偏振控制器
、PBS
合束器
、
信号光偏振控制器
、
光学谐振腔
、
第二泵浦光偏振控制器和
PBS
合束器通过传能光纤依次串接，其中第一泵浦光偏振控制器与
PBS
合束器的分接口
E
相连，第二泵浦光偏振控制器与
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于剩余泵浦再利用技术的高效单频光纤振荡器，包括泵浦源（1）
、
信号光隔离器（2）
、
波分复用器（3）和
DFB
光栅（4），波分复用器（3）包括端口
A、
端口
B
和端口
C
，泵浦源（1）的出光口通过传能光纤与端口
A
相连，信号光隔离器（2）的信号接入端通过传能光纤与端口
B
相连；其特征是：还包括第一泵浦光偏振控制器（5）
、PBS
合束器（6）
、
信号光偏振控制器（7）和第二泵浦光偏振控制器（9）；
PBS
合束器（6）包括分接口
E、
分接口
F
和主接口
G
；自波分复用器（3）的端口
C
开始，波分复用器（3）
、
第一泵浦光偏振控制器（5）
、PBS
合束器（6）
、
信号光偏振控制器（7）
、DFB
光栅（4）
、
第二泵浦光偏振控制器（9）和
PBS
合束器（6）通过传能光纤依次串接，其中第一泵浦光偏振控制器（5）与
PBS
合束器（6）的分接口
E
相连，第二泵浦光偏振控制器（9）与
PBS
合束器（6）的分接口
F
相连，信号光偏振控制器（7）与
PBS
合束器（6）的主接口
G
相连
。2.
根据权利要求1所述的基于剩余泵浦再利用技术的高效单频光纤振荡器，其特征是：所述
DFB
光栅（4）与第二泵浦光偏振控制器（9）之间通过传能光纤串接有泵浦光隔离器（8）
。3.
根据权利要求1所述的基于剩余泵浦再利用技术的高效单频光纤振荡器，其特征是：泵浦源（1）发出泵浦光之后，泵浦光依次经过波分复用器（3）
、
第一泵浦光偏振控制器（5）
、PBS
合束器（6）
、
信号光偏振控制器（7）之后至
DFB
光栅（4）；一部分泵浦光被
DFB
光栅（4）吸收，另一部分泵浦光未被
DFB
光栅（4）吸收，成为剩余泵浦光；
DFB
光栅（4）受激发后产生单频信号光，单频信号光经信号光偏振控制器（7）
、PBS
合束器（6）
、
第一泵浦光偏振控制器（5）
、
波分复用器（3）和信号光隔离器（2）之后传播出；剩余泵浦光则依次经第二泵浦光偏振控制器（9）
、PBS
合束器（6）
、
信号光偏振控制器（7）之后再次至
DFB
光栅（4）
。4.
一种基于剩余泵浦再利用技术的高效单频光纤振荡器，包括泵浦源（1）
、
信号光隔离器（2）
、
波分复用器（3）和光学谐振腔（
10
），光学谐振腔（
10
）由增益光纤（
102
）和分别熔接在增益光纤（
102

【专利技术属性】
技术研发人员：姜鹏波，祁海峰，郭健，宋志强，尚盈，倪家升，
申请(专利权)人：山东省科学院激光研究所，
类型：发明
国别省市：