光譜選擇性增強的螢光源的製作方法

2023-12-02 03:40:21 1

專利名稱：光譜選擇性增強的螢光源的製作方法
技術領域：
本發明涉及螢光源，特別是一種光譜選擇性增強的螢光源。該螢光源可用於光纖光柵和光纖分布反饋雷射器的光譜分析，及在製作光纖光柵和光纖分布反饋雷射器的過程中用作監控光源。也可用於其它光纖光學元件的光譜分析和傳感器領域。
背景技術：
光纖分布反饋單縱模雷射器可用作慣性約束核聚變雷射驅動器前端系統中的主振蕩器(參見文獻1Howard，T.powell『long-termwavelength and gain stability demonstrated by NIF master oscillatorcomponents』laser science technology，march 2000.)，可用於光纖傳感器(參見文獻2D.J.Hill，P.J.Nash，D.A.Jackson and etc.『 A fiber laserhydrophone array』SPIE Vol.3860)和光纖陀螺等領域。光纖分布反饋單縱模雷射器的主體部分為一段摻雜光纖光柵(參見文獻3陳柏，範薇等『運行於1053nm的單縱模摻Yb光纖雷射器研究』中國雷射Vol.A29，No.7，2002，P583-585.)。光纖分布反饋單縱模雷射器的閾值與那段摻雜光纖光柵的反射率有關。反射率越高，則閾值越低。為製作光纖分布反饋單縱模雷射器，還須在摻雜光纖上製作出精確的四分之一波長的相移(參見文獻4Jialin Chen，BaiChen「A way of UV trimmingλ/4phase-shifted DFB Yb-doped fiber laser」SPIE The InternationalSymposium On Photonic Glasses ShangHai，China October 14-17，2002)。以上製作過程需採用寬帶光源和光譜儀觀察和監控。但如寬帶光源功率太小，很難分辨高反射率光柵的峰值光譜及監控相移的生成。通常採用的提高螢光功率的辦法是採用雙程結構，在該結構中採用反射鏡把後向螢光反射回去，在增益光纖區予以放大後與前向螢光一起輸出。目前在雙程螢光光源的製作中採用的反射器件主要是鍍膜反射鏡和光纖反射圈。鍍膜反射鏡與光纖的耦合損耗大，不利於製作功率大的螢光源；光纖反射圈的插入損耗也較大，且在不同的波段反射率差距較大，很難製作出光譜平坦性好的螢光。
目前在製作光纖光柵過程中，通常採用的監控光源為寬帶螢光源。其帶寬一般為幾十納米(nm)。如將整個幾十納米光譜區的功率大幅提高是很困難的。在光纖分布反饋單縱模雷射器中，摻雜光纖光柵的半高全寬一般小於0.05nm。因此，實際利用的監控光源光譜區較小。如能將包含摻雜光纖光柵中心波長在內的一較小範圍光譜功率予以大幅度增大，則能獲得理想的監控光源，且需要的泵浦雷射功率也較小。目前在雙程螢光光源的製作中採用的鍍膜反射鏡和光纖反射圈的反射光譜一般為幾十納米。考慮到損耗，光譜寬度及對泵浦功率的要求，在應用於光纖分布反饋單縱模雷射器製作過程的監控光源中，採用鍍膜反射鏡和光纖反射圈作反射器件是不理想的。

發明內容
本發明的目的是要解決上述現有技術的缺點，提供一種光譜選擇性增強的螢光源，它應是一種全光纖結構、結構緊湊、光損耗低、需求泵浦功率小等特點。
本發明的技術解決方案如下一種光譜選擇性增強的螢光源，其結構是一光纖光柵的一端與一波分復用器的第一輸入端相連，該波分復用器的輸出端連接一摻雜光纖，該摻雜光纖的另一端經一光纖隔離器輸出，一半導體雷射器的輸出端連接所述的波分復用器第二輸入端，所述的光纖光柵的反射率為30分貝，反射光譜近似為方形，反射帶寬2nm。
所述的光纖光柵是一根或由一根以上的光纖光柵串接的。在所述的光纖光柵的位置串接第二根、第三根光纖光柵，以改變被增強區域光譜的寬度。
本發明的工作原理是來自半導體雷射器的泵浦光經波分復用器耦合至摻雜光纖。摻雜光纖產生雙向螢光。向後傳播的螢光經波分復用器耦合至光纖光柵。該螢光被光纖光柵反射後，再經波分復用器耦合至摻雜光纖，並被摻雜光纖放大後，通過光纖隔離器輸出。在輸出光譜中，獲得一帶寬為2nm，近似方形的光譜區。該區域光譜功率被增強約13dB。
本螢光源特點一根反射光譜為方形的光纖光柵，利用該反射元件反射並選擇螢光源中的後向螢光，使被選擇螢光得到放大。被選擇放大後的螢光光譜功率密度增加13dB，被增強區域光譜平坦，光譜帶寬為2nm。本螢光源為全光纖結構，結構緊湊、損耗低，需求泵浦功率小。該螢光源的另一特點是，能很方便地在第一根光纖光柵的位置串接第二根及第三根光纖光柵，因而改變被增強區域光譜的寬度。


圖1是本發明光譜選擇性增強的螢光源結構的光路中1-光纖光柵，2-波分復用器，3-摻雜光纖，4-光纖隔離器，5-半導體雷射器。
具體實施例方式
先請參閱圖1，圖1是本發明光譜選擇性增強的螢光源實施例的結構的光路圖，由圖可見，本發明光譜選擇性增強的螢光源的結構是一光纖光柵1的一端與一波分復用器2的第一輸入端相連，該波分復用器2的輸出端連接一摻雜光纖3，該摻雜光纖3的另一端經一光纖隔離器4輸出，一半導體雷射器5的輸出端連接所述的波分復用器2的第二輸入端，所述的光纖光柵1的反射率為30分貝，反射光譜近似為方形，反射帶寬2nm。
所述的光纖光柵1是由一根以上的光纖光柵串接的。
本發明的工作過程原理是來自半導體雷射器5的泵浦光經波分復用器2的第二輸入端後耦合至摻雜光纖3。摻雜光纖3產生雙向螢光。向後傳播的螢光經波分復用器2耦合至光纖光柵1。該螢光被光纖光柵1反射後，再經波分復用器2耦合至摻雜光纖3，並被摻雜光纖放大後，通過光纖隔離器4輸出。在輸出光譜中，獲得了一帶寬為2nm，近似方形的光譜區。該區域光譜功率被增強約13dB。
本發明的螢光源為全光纖結構，結構緊湊、損耗低，需求泵浦功率小。
權利要求
1.一種光譜選擇性增強的螢光源，特徵在於其結構是一光纖光柵(1)的一端與一波分復用器(2)的第一輸入端相連，該波分復用器(2)的輸出端連接一摻雜光纖(3)，該摻雜光纖(3)的另一端經一光纖隔離器(4)輸出，一半導體雷射器(5)的輸出端連接所述的波分復用器(2)第二輸入端，所述的光纖光柵(1)的反射率為30分貝，反射光譜近似為方形，反射帶寬2nm。
2.根據權利要求1所述的光譜選擇性增強的螢光源，其特徵在於所述的光纖光柵(1)是一根或由一根以上的光纖光柵串接的。
全文摘要
一種光譜選擇性增強的螢光源，其結構是一光纖光柵的一端與一波分復用器的第一輸入端相連，該波分復用器的輸出端連接一摻雜光纖，該摻雜光纖的另一端經一光纖隔離器輸出，一半導體雷射器的輸出端連接所述的波分復用器第二輸入端，所述的光纖光柵的反射率為30分貝，反射光譜近似為方形，反射帶寬2nm。本發明具有全光纖結構、結構緊湊、光損耗低、需求泵浦功率小等特點。
文檔編號G01N21/17GK1737513SQ200510029380
公開日2006年2月22日 申請日期2005年9月2日 優先權日2005年9月2日
發明者陳柏, 梁麗萍, 陳嘉琳 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所