一種基於保偏光纖光柵的可開關多波長光纖雷射器及裝置的製作方法

2023-07-21 20:21:26

專利名稱：一種基於保偏光纖光柵的可開關多波長光纖雷射器及裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於光纖雷射器領域，具體涉及一種基於保偏光纖布拉格光柵的可開關多波長摻餌光纖雷射器。
背景技術：
在波分復用通信系統、光纖傳感以及光學檢測等許多方面，多波長摻餌光纖雷射器都有著十分重要的應用。室溫下，由於摻餌光纖的均勻展寬造成強烈的模式競爭，難以實現穩定的多波長輸出的摻餌光纖雷射器。目前提出了一些不同技術用於在摻餌光纖中實現多波長雷射輸出，例如利用液氮(77K)冷卻摻餌光纖以降低其均勻加寬的寬度，使其在室溫下應用比較困難，且雷射器不具備可開關性；通過引入特殊物理機制，如頻移反饋、四波混頻輔助穩頻效應、偏振燒孔效應等，實現室溫穩定的多波長雷射振蕩。在保偏光纖上寫制布拉格光柵，由於保偏光纖光柵的兩個不同諧振波長在偏振態上正交，因此，當被用作摻雜光纖雷射器中的波長選擇元件時，會在雷射腔內引入較強的偏振燒孔效應，從而降低了摻餌光纖的均勻展寬。本實用新型提出了一種基於以上原理，通過調整偏振控制器狀態以獲得穩定的可開關多波長摻餌光纖雷射器。該雷射器裝置簡單靈活，具有可開關性，室溫下能得到穩定的單波長、雙波長及多波長雷射輸出。
發明內容本實用新型針對摻餌光纖均勻展寬，很難在室溫下獲得穩定的多波長輸出，而運用其它技術實現多波長摻餌光纖雷射器顯得複雜，使其在室溫下不實用等缺點，提供了一種新型、裝置簡單靈活的基於保偏光纖布拉格光柵的可開關多波長摻餌光纖雷射器。本實用新型為解決技術問題所採取的技術方案一個2X2波分復用器，其一邊的兩個埠分別與半導體雷射器的尾纖、偏振控制器一端連接，另一邊的一個埠與一段長3m摻餌光纖一端連接；該摻餌光纖的另一端與光耦合器一端連接；光耦合器另一邊小分比(30%)埠連接光環形器的第一埠，70%埠用於雷射輸出；該光環形器第二埠與一個保偏光纖布拉格光柵一端連接；該光柵另一端與一個偏振控制器一端連接；該偏振控制器另一端與第二個保偏光纖布拉格光柵相連；該環行器的第三埠與偏振控制器另一端連接。所述的半導體雷射器為980nm雷射二極體，泵浦功率80mW。所述的級聯的兩個保偏光纖布拉格光柵反射率均為95%，帶寬0. 23nm。本實用新型所具有的有益效果為在保偏光纖上寫制布拉格光柵，由於保偏光纖光柵的兩個不同諧振波長在偏振態上正交，因此，當被用作摻餌光纖雷射器中的波長選擇元件時，會在雷射腔內引入較強的偏振燒孔效應，大大減小了不同模式之間的競爭；因此採用級聯的兩個保偏光纖布拉格光柵作為波長選擇器件可以獲得室溫下的四波長振蕩。通過調整偏振控制器的狀態可使雷射器工作在單波長，雙波長、三波長及四波長狀態間轉換。 對本實用新型雷射器輸出光譜進行數小時的監測中發現該雷射器可以獲得穩定的單波長、雙波長以及三波長的雷射輸出，且雷射裝置靈活簡單，是一種新型的可開關多波長摻餌光纖雷射器。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型雷射器調諧過程中雷射光譜圖之一；圖3為本實用新型雷射器調諧過程中雷射光譜圖之一；圖4為本實用新型雷射器調諧過程中雷射光譜圖之一 ；圖5為本實用新型雷射器調諧過程中雷射光譜圖之一；圖6為本實用新型雷射器調諧過程中雷射光譜圖之一；圖7為本實用新型雷射器調諧過程中雷射光譜圖之一；
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。如圖1所示，一種基於級聯兩個保偏光纖布拉格光柵的可開關多波長摻餌光纖雷射器包括一個2X2波分復用器1，其一邊的兩個埠分別與半導體雷射器9的尾纖、偏振控制器8 —端連接，另一邊的一個埠與一段3m長摻餌光纖2 —端連接；該摻餌光纖2的另一端與光耦合器3—端連接；光耦合器3的另一邊小分比(30%)埠連接光環形器4的第一埠，70 %埠用於雷射輸出；該光環形器4第二埠與級聯的兩個保偏光纖布拉格光柵的其中一個光柵5的一端連接，第三埠與偏振控制器8另一端連接；級聯的兩個保偏光纖布拉格光柵5、7分別串聯在另一個偏振控制器6兩端。本實用新型的工作方式為環形腔中包括一段長3m的摻餌光纖作為增益介質；一個980nm/1550nm波分復用器用來把980nm泵浦雷射耦合進摻餌光纖，泵浦功率80mW ；—個光耦合器，其70%埠用於輸出光信號，30%光信號繼續在腔內循環；使用直接在保偏光纖上寫制的兩個光纖布拉格光柵作為波長選擇器件，在級聯的兩個保偏光纖布拉格光柵之間接入一個偏振控制器；光環形器第二埠接到其中一個保偏光纖布拉格光柵的一端保證雷射器單方向工作；環行器第三埠連接另一個偏振控制器一端，該偏振控制器的另一端接到波分復用器的一端。通過調節兩偏振控制器的狀態可實現可開關的多波長輸出，用解析度0. Olnm的光譜儀分別記錄。實驗表明該雷射裝置可獲得穩定的單波長、雙波長及三波長雷射輸出。 圖2至圖7是用光譜儀記錄該雷射器在調諧過程中，雷射輸出波長的光譜圖。圖8是監測穩定雙波長輸出時的光譜圖。本實施例中進行泵浦的半導體雷射器為980nm、泵浦功率SOmW的雷射二極體；摻餌光纖長度為3m ；級聯的兩個保偏光纖布拉格光柵的雙反射峰波長分別為1543. 545nm、 1543. 854nm 和 1545. 95nm、1546. 33nm ；反射率為 95%，帶寬約 0. 23nm。
權利要求1.一種可開關多波長摻餌光纖雷射器，其特徵在於它包括一個2 X 2波分復用器，其一邊的兩個埠分別與半導體雷射器的尾纖、偏振控制器一端連接，另一邊的一個埠與一段摻餌光纖一端連接；該摻餌光纖的另一端與光耦合器一端連接；光耦合器的另一邊小分比(30%)埠連接光環形器的第一埠，70%埠用於雷射輸出；該光環形器第二埠與一個保偏光纖布拉格光柵一端連接；該光柵另一端與另一個偏振控制器一端連接；該偏振控制器另一端與第二個保偏光纖布拉格光柵相連；該環行器的第三埠與第一個偏振控制器另一端連接。
2.如權利要求1所述的一種可開關多波長摻餌光纖雷射器，其特徵在於所述的摻餌光纖長度約3m。
3.如權利要求1所述的一種可開關多波長摻餌光纖雷射器，其特徵在於所述的半導體雷射器為980nm雷射二極體，泵浦功率80mW。
4.如權利要求1所述的一種可開關多波長摻餌光纖雷射器，其特徵在於所述的級聯的兩個保偏光纖布拉格光柵串聯在一個偏振控制器的兩端。
5.如權利要求1所述的一種可開關多波長摻餌光纖雷射器，其特徵在於所述的級聯的兩個保偏光纖布拉格光柵的兩個反射峰波長分別為1543. 545nm、1543. 854nm和 1545. 95nm、1546. 33nm ；反射率均為 95%，帶寬約 0. 23nm。
專利摘要本實用新型屬於光纖雷射器領域，具體涉及一種基於保偏光纖布拉格光柵的可開關多波長摻餌光纖雷射器。本實用新型包括半導體雷射器、波分復用器、光耦合器、光環形器、兩個偏振控制器和級聯的兩個保偏光纖布拉格光柵。本實用新型利用級聯的兩個保偏光纖布拉格光柵作為波長選擇器件。由於保偏光纖光柵的兩個不同諧振波長在偏振態上正交，因此，當被用作摻餌光纖雷射器中的波長選擇元件時，會在雷射腔內引入較強的偏振燒孔效應，從而有效的抑制了光纖中的模式競爭；通過調整偏振控制器的狀態，在室溫下得到穩定的單波長、雙波長及多波長的雷射輸出。
文檔編號H01S3/1055GK201946871SQ20102066861
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者於棟友, 王治強, 王雪萍, 章辰, 趙春柳 申請人:杭州恆川科技有限公司