一種新型的光纖布拉格光柵雷射器的製造方法
2023-04-23 04:07:56 1
一種新型的光纖布拉格光柵雷射器的製造方法
【專利摘要】本發明提出了一種新型的光纖布拉格光柵雷射器。該雷射器主要由摻鉺光纖放大器EDFA、環形器和高反射光纖布拉格光柵組成，其中摻鉺光纖放大器EDFA提供光功率，環形器Cir1、Cir2和高反射光纖布拉格光柵FBG1、FBG2共同作用實現基於逆四波混頻效應的波長選擇，在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生基於逆四波混頻效應的高性能雷射，實現了單波長、單縱模運作；本發明是對以往研究僅在波長選擇器件選擇中心產生雷射光束的有益補充，為物理學、光纖通信、非線性光學、逆四波混頻效應等研究提供了支持。
【專利說明】一種新型的光纖布拉格光柵雷射器
所屬【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新型的光纖布拉格光柵雷射器，可應用於物理學、光纖通信、非線性光學等領域。
【背景技術】
[0002]由於在科學上的重要性和在光通信、傳感、測試、微波和太赫茲波產生、光脈衝產生等領域的潛在應用，光纖雷射器得到了科技工作者的普遍關注。光纖雷射器的波長選擇器件可以是光纖環鏡、雙環濾波器、光纖布拉格光柵等等。文獻[l.G.P.Agrawal，Nonlinear fiber optics,4e, Elsevier(Singapore)Pte Ltd.2009,1-528]研究了光纖環鏡作波長選擇器件的布裡淵光纖雷射器和兩個光纖布拉格光柵組成法布裡-珀羅腔鏡的高功率全光纖拉曼雷射器，文獻[2.Chien-Hung Yeh, et al.0pt.Expressl5,13844-13848(2007)]研究了使用雙環濾波器組成的雙波長摻鉺光纖複合環雷射器，文獻[3.Xiaoying He, et al.0pt.Expressl7，21773-21781 (2009)]研究了基於光纖布拉格光柵組成法布裡-珀羅腔鏡的線性腔摻鉺光纖雷射器，文獻[4.Shilong Pan et al.0pt.ExpreSS17，5414-5419 (2009)]研究了波長可開關的基於σ腔的單縱模雙波長摻鉺光纖雷射器，文獻[5.Lawrence R.Chen et al.0pt.Expressl5, 5083-5088 (2007)]研究了基於四波混頻穩定的雙波長摻鐿光纖雷射器，文獻[6.Eun Joo Jung, et al.0pt.Expressl6,2791-2796(2008)]研究了基於級聯布拉格光柵帶通濾波器的雙波長光纖環雷射器。可以看出，布拉格光柵光纖雷射器是一種應用廣泛的重要雷射器，布拉格光柵是光纖雷射器中一種重要的波長選擇器件，通過選擇合適的光纖布拉格光柵可以在其波長選擇中心實現高性能的雷射光束。四波混頻是一種重要的非線性效應，廣泛應用於光纖光學、光通信、物理學等領域[I] [7Linn F.Mollenauer, Science, 2003,996-997],文獻[8.Shanliang Liu,Applied Physics Letters, 89 (17):171118]理論研究了光纖中的逆四波混頻效應,指出了逆四波混頻效應在物理學、光通信、光纖光學等領域具有重要的學術價值和應用價值；然而，逆四波混頻效應的相位條件難於滿足；鑑於此，如何實現基於逆四波混頻效應的光纖雷射器，意義重大。
[0003]專利申請內容
[0004]本發明提出了一種新型的基於逆四波混頻效應的光纖布拉格光柵雷射器，在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生高性能雷射，實現了單波長、單縱模運作；本發明是對以往研究僅在波長選擇器件選擇中心產生雷射光束的有益補充，為物理學、光纖通信、非線性光學、逆四波混頻效應等研究提供了支持。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
[0006]本發明提出的一種新型的光纖布拉格光柵雷射器主要由摻鉺光纖放大器EDFA、環形器和高反射光纖布拉格光柵組成，其中摻鉺光纖放大器EDFA提供光功率,環形器Cirl、Cir2和高反射光纖布拉格光柵FBG1、FBG2共同作用實現基於逆四波混頻效應的波長選擇，在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生高性能雷射，實現了單波長、單縱模運作。[0007]本發明的有益效果是:
[0008]本發明提出了一種新型的光纖布拉格光柵雷射器,在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生基於逆四波混頻效應的高性能雷射，實現了單波長、單縱模運作；本發明是對以往研究僅在波長選擇器件選擇中心產生雷射光束的有益補充，為物理學、光纖通信、非線性光學、逆四波混頻效應等研究提供了支持。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明一種新型的光纖布拉格光柵雷射器實驗裝置示意圖。圖1中I是摻鉺光纖放大器，2和7是50%的耦合器OCl和0C2，3和4是環形器Cirl、Cir2，其中Cl、C2和C3分別是環形器的三個埠 ；5和6是光纖布拉格光柵FBG1、FBG2，8是光譜分析儀AQ6319。
[0010]圖2-4是用光譜分析儀AQ6319實驗測量得到圖1裝置產生雷射的光譜；圖2中點線所示是去掉圖1中Cir2和FBG2得到僅Cirl和FBGl作為波長選擇器件的雷射光譜；該雷射中心波長為1549.725nm。
[0011]圖3中點劃線所示是去掉圖1中Cirl和FBGl得到僅Cir2和FBG2作為波長選擇器件的雷射光譜；該雷射中心波長為1549.725nm。
[0012]圖4中實線所示是圖1中Cirl、FBGl、Cir2和FBG2同時組成雷射諧振腔而形成的基於逆四波混頻效應的雷射光譜；該雷射中心波長為1549.750nm。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施對本發明進一步說明。
[0014]圖1是本發明一種新型的光纖布拉格光柵雷射器實驗裝置示意圖。其中摻鉺光纖放大器⑴提供光功率，環形器Cirl (3)和Cir2 (4)、光纖布拉格光柵FBGl (5)和FBG2 (6)用于波長選擇，布拉格光柵FBGl的反射因子和半峰全寬分別是99.28%和0.096nm，布拉格光柵FBG2的反射因子和半峰全寬分別是99.4%和0.088nm，其中Cl、C2和C3分別是環形器的三個埠 ；三埠光纖耦合器OCl (2)和四埠光纖耦合器0C2 (7)用於光功率耦合；光譜分析儀AQ6319(8)用於雷射光譜的實驗測量。
[0015]實驗中，我們去掉圖1中Cir2(4)和FBG2 (6)得到僅Cirl (3)和FBGl (5)作為波長選擇器件的雷射光譜。該雷射器的工作原理是開啟摻鉺光纖放大器(I)電源後，背景光經摻鉺光纖放大器⑴放大，經OCl⑵耦合到Cirl (3)的Cl埠，再經過C2埠進入光纖布拉格光柵FBGl (5),光纖布拉格光柵FBGl (5)將某一特定波長λ I的光波反射回Cirl (3)經C3進入四埠光纖耦合器0C2(7);四埠光纖耦合器0C2 (7)將λ I波長的一部分光波耦合至摻鉺光纖放大器(I)再次放大，之後不斷循環形成穩定的λ I波長雷射；四埠光纖I禹合器0C2 (7)將穩定雷射的一部分I禹合到光譜分析儀AQ6319 (8)進行雷射光譜的實驗測量，測量得到該雷射器發出的雷射光譜如圖2點線所示；由圖可見，該雷射中心波長為1549.725nm,同時表明Cirl (3)和FBGl (5)作為波長選擇器件的波長選擇區中心是1549.725nm。
[0016]類似地，去掉圖1中Cirl和FBGl得到僅Cir2和FBG2作為波長選擇器件的雷射光譜如圖3點劃線所示；該雷射中心波長為1549.782nm,同時表明Cir2 (4)和FBG2 (6)作為波長選擇器件的波長選擇區中心是1549.782nm。
[0017]我們將Cirl、FBGl、Cir2和FBG2共同組成雷射器諧振腔；而我們實驗觀察到在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生了基於逆四波混頻效應的單波長、單縱模雷射，該雷射光譜如圖4實線所示，其光譜中心波長在1549.750nm ;與以往研究中對應兩個波長選擇器件對應兩個波長選擇區中心，將產生雙波長雷射光束的現象不同；這種在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生的單波長、單縱模雷射的過程可以看作是兩個波長選擇器件的兩個波長選擇區中心所對應兩個光場的逆四波混頻過程。這種在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生的單波長、單縱模雷射的新型雷射器件將為逆四波混頻效應、物理學、光纖通信、非線性光學等領域的深入研究提供支持。
【權利要求】
1.一種新型的光纖布拉格光柵雷射器，其中摻鉺光纖放大器(I)提供光功率，環形器Cirl (3)和Cir2 (4)、光纖布拉格光柵FBGl (5)和FBG2 (6)用于波長選擇，三埠光纖耦合器OCl (2)和四埠光纖耦合器0C2 (7)用於光功率耦合，光譜分析儀AQ6319(8)用於雷射光譜的實驗測量。
2.根據權利要求1所述的光纖布拉格光柵雷射器，其特徵在於:所述光纖布拉格光柵FBGl的反射因子和半峰全寬分別是99.28 %和0.096nm,作為波長選擇器件其波長選擇區中心是1549.725nm;光纖布拉格光柵FBG2的反射因子和半峰全寬分別是99.4%和0.088nm，作為波長選擇器件其波長選擇區中心是1549.782nm。
3.根據權利要求1所述的光纖布拉格光柵雷射器，其特徵在於:所述雷射器由環形器Cirl (3)和Cir2 (4)、光纖布拉格光柵FBGl (5)和FBG2 (6)共同組成雷射器諧振腔；在光纖布拉格光柵非波長選擇中心產生了基於逆四波混頻效應的單波長、單縱模雷射，該雷射光譜中心波長是1549.750nm。
【文檔編號】H01S3/067GK103682958SQ201310106001
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年3月2日 優先權日:2013年3月2日
【發明者】鄭宏軍, 黎昕, 劉山亮, 胡衛生 申請人:聊城大學