摻鐿可調諧光纖雷射器的製作方法

2023-05-08 23:35:01 1

專利名稱：摻鐿可調諧光纖雷射器的製作方法
技術領域：
本發明是一種摻鐿(Yb)可調諧光纖雷射器。它主要是利用調節腔鏡與光纖端面間的耦合狀態(如傾角和距離)和改變光纖長度來選擇雷射器的激射波長。具有調節方法簡便且調諧範圍廣的優點。主要可作為光纖光柵的監控光源，也可用於測量光纖的損耗及測量光纖的摻雜濃度。
本發明的技術解決方案如下一種摻鐿可調諧光纖雷射器，其特徵在於它包括一個2×2波分復用器，其一埠連接半導體雷射器的尾纖，另一埠與具有一定長度的摻鐿光纖的一端相連，該摻鐿光纖的另一端裝在五維光纖調架上並對準同時裝在該調整架上的反射腔鏡，該波分復用器的第三埠與作為輸出腔鏡的光纖圈反射器相連接，所述的反射腔鏡的反射率為99％，其傾角是可調的。
所述的摻鐿光纖的長度約5米，摻鐿濃度為1800ppm。
所述光纖圈反射器在1020nm-1070nm範圍內的反射率約為97％。
本發明的理論依據就是利用了光纖雷射器的損耗與激射波長具有對應關係特性。其原理是我們根據一系列的公式推導得出激射波長與閾值之間的關係式為1+ZlZuexp[E=l-hc-1KT]=exp[lNap-ln(minppth(0)pc)-ppth(0)pc]]]>式中，λ是激射波長，l及N分別為摻Yb光纖的長度和濃度，Ppth(0)為閾值功率，其它物理量為常數。由上述公式可看出1.當損耗引起閾值改變時，將引起激射波長的變化。損耗越大閾值越高，激射波長越短；2.而且光纖長度l也可以改變激射波長，激射波長隨著光纖長度的增加而增加。
與以往的光纖光柵監控光源相比，本發明摻鐿可調諧光纖雷射器的特點是①可監控多種不同波長的光纖光柵，激射波長調諧範圍可達到30nm(1038-1073nm)以上。其中包括了慣性約束核聚變雷射驅動器前端系統中需使用的1053nm雷射波長及摻Nd光纖雷射器的1064nm雷射波長等。
②該雷射器功率(約-20dBm)比螢光功率(約-50dBm)高約30dB，便於用光譜儀觀測光纖光柵的光譜細節。
③調諧方法簡單。
④用途廣泛，還可以用來測量用於傳輸1038-1072nm波段雷射的無源光纖的損耗及摻Yb光纖和摻Nd光纖的摻雜濃度。因此，該雷射器具有方便、功率大、調諧範圍廣、多用途等特性。是一種全新的摻Yb可-調諧光纖雷射器。
圖2是本發明雷射器調諧過程激射波長光譜圖之一。
圖3是本發明雷射器調諧過程激射波長光譜圖之二。
圖4是本發明雷射器調諧過程激射波長光譜圖之三。
圖5是本發明雷射器調諧過程激射波長光譜圖之四。
圖6是本發明雷射器監控光纖光柵時的光譜圖。


圖1中1—波分復用(WDM)11、12、13、14—波分復用器的埠2—摻鐿光纖21、22—端頭 3—光纖調整架4—反射腔鏡5—光纖圈反射器6—半導體雷射器請參閱圖1，圖1是本發明摻鐿可調諧光纖雷射器的結構示意圖，由圖可見，本發明摻鐿可調諧光纖雷射器的構成包括半導體雷射器6(LD)的尾纖與波分復用器(WDM)1的一埠11相連接。一段5米長、摻雜濃度1800ppm的摻Yb光纖2的一端21與WDM1的另一埠13相連，該摻Yb光纖的另一端22裝在五維光纖調整架3上。之後為一鍍介質膜的反射腔鏡4，其反射率為99％(在1100nm-1200nm)，該反射腔鏡4也裝在該五維調整架3上。WDM1的埠12與一光纖圈反射器5相連接，該光纖圈反射器5用作輸出耦合腔鏡，其反射率約97％(在1020nm-1070nm)。由圖1可以看出，當調節該雷射器光纖端面22和反射腔鏡4的耦合狀況時，可改變該雷射器的損耗，因此，根據前述公式可調諧雷射輸出波長。實驗表明該雷射器，可調諧範圍為1038.2nm～1073nm。
圖2至圖5就是用光譜儀記錄該雷射器調諧過程中，激射波長的光譜圖，也就是說，我們只要調節反射腔鏡4與光纖端面3的傾角或距離就可以實現該雷射器的調諧輸出。用光譜儀就可觀察到該雷射器所輸出的不同激射波長。在雷射器與光譜儀之間接入待刻寫的光纖光柵就可用來監控光柵的刻寫，或接入已刻寫的光纖光柵就可測出光柵的光譜結構。圖6就是用該雷射器監控光纖光柵時，用光譜儀記錄下來的光譜圖。
綜上所述，本發明摻鐿可調諧光纖雷射器具有功率大、調諧範圍廣、操作方便和多用途的特點。
權利要求
1.一種摻鐿可調諧光纖雷射器，其特徵在於它包括一個2×2波分復用器(1)，其一埠(11)連接一半導體雷射器(6)的尾纖，另一埠(13)與具有一定長度的摻鐿光纖(2)的一端(21)相連，該摻鐿光纖(2)的另一端(22)裝在五維光纖調架(3)上並對準同時裝在該調整架(3)上的反射腔鏡(4)，該波分復用器(1)的第三埠(12)與作為輸出腔鏡的光纖圈反射器(5)相連接，所述的反射腔鏡(4)反射率為99％，其傾角是可調的。
2.根據權利要求1所述的摻鐿可調諧光纖雷射器，其特徵在於所述的摻鐿光纖(2)的長度約5米，摻鐿濃度為1800ppm。
3.根據權利要求1所述的摻鐿可調諧光纖雷射器，其特徵在於所述光纖圈反射器(5)在1020nm-1070nm範圍內的反射率為97％。
全文摘要
一種摻鐿可調諧光纖雷射器，其結構是一個2×2波分復用器，其一埠連接半導體雷射器的尾纖，另一埠與具有一定長度的摻鐿光纖的一端相連，該摻鐿光纖的另一端裝在五維光纖調架上並對準同時裝在該調整架上的反射腔鏡，該波分復用器的第三埠與作為輸出腔鏡的光纖圈反射器相連接，所述的反射腔鏡反射率為99％，其傾角是可調的。本發明摻鐿可調諧光纖雷射器，具有功率大、調諧範圍廣、操作方便和多用途的特點。
文檔編號G02F1/35GK1438741SQ0311525
公開日2003年8月27日 申請日期2003年1月29日 優先權日2003年1月29日
發明者陳柏, 陳嘉琳, 梁麗萍 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所