專利名稱：單纖多波長光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖激光器領(lǐng)域，特別涉及一種單纖多波長光纖激光器。
背景技術(shù)：
多波長光纖激光器具有與光纖及光纖器件兼容、窄線寬、噪聲低、光束質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，在光纖通信、光纖傳感和高分辨率光學(xué)測試等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，多波長光纖激光器已經(jīng)成為多波長光源的研究熱點(diǎn)。在現(xiàn)有的多波長光纖激光器技術(shù)中，人們普遍采用摻鉺光纖的增益特性構(gòu)成環(huán)形腔光纖激光器，在腔內(nèi)插入各種類型的多波長濾波器來提供光反饋并選擇激射波長。如華為技術(shù)有限公司采用陣列波導(dǎo)光柵作為光濾波器實(shí)現(xiàn)多波長輸出(公開號CN 1404190A)。此外，還有采用取樣光纖光柵、高雙折射光纖環(huán)形鏡、以及普通的F-P標(biāo)準(zhǔn)具等作為多波長濾波器。但環(huán)形腔結(jié)構(gòu)面臨的一個共同問題是多波長激光共享同一有源光纖作為增益介質(zhì)，均勻展寬和交叉增益飽和將會導(dǎo)致多波長激光之間互相影響，特別是當(dāng)存在模式競爭時，整個多波長激光器將無法正常工作。為了消除共享增益介質(zhì)引入的不穩(wěn)定因素，可以通過采用分離的有源光纖分別作為多波長激光器的增益介質(zhì)消除該影響。如華南理工(公開號CN 101459313A)采用特殊的多芯有源光纖設(shè)計，通過并聯(lián)方式來實(shí)現(xiàn)多波長輸出。該結(jié)構(gòu)要求研制特殊的二維有源光纖設(shè)計，費(fèi)用昂貴。更為常規(guī)的方式是線型腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行級聯(lián)，如北京交通大學(xué)(公開號 200710304200. 6采用線性腔結(jié)構(gòu)，通過保偏取樣光纖光柵和多個寬帶光纖光柵以及多段有源光纖交叉連接實(shí)現(xiàn)了單纖多波長激光輸出。保偏取樣光柵作為多波長激光器的共同腔鏡，多個分離的寬帶光纖光柵分別作為另一腔鏡，形成了結(jié)構(gòu)新穎的級聯(lián)型分布反射(DBR) 式光纖激光器陣列。在該結(jié)構(gòu)中，各種光纖光柵和有源光纖交叉排布，存在大量熔接點(diǎn)，對泵浦光功率損耗較大，能量利用率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種單纖多波長光纖激光器，其可克服已有多波長光纖激光器的不足，減少多波長激光器結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性和泵浦光利用率低的問題。本發(fā)明提供一種一種單纖多波長光纖激光器，包括一半導(dǎo)體激光器；多個有源相移光纖光柵，該多個有源相移光纖光柵相互串接，該串接的多個有源相移光纖光柵的一端與半導(dǎo)體激光器的輸出端連接；一具有波長選擇性的光隔離器，該具有波長選擇性的光隔離器的輸入端與相互串接的多個有源相移光纖光柵的另一端連接；一有源光纖，該有源光纖的一端與具有波長選擇性的光隔離器的輸出端連接；一普通光隔離器，該普通光隔離器的輸入端與有源光纖的另一端連接。其中多個有源相移光柵是寫制在有源光纖上的相移光纖光柵，該多個有源相移光柵對應(yīng)多個不同波長。其中多個有源相移光柵中的單個有源相移光柵的總損耗小于1. 2dB。其中具有波長選擇性的光隔離由波分復(fù)用器和信號光隔離器組成，能夠通過泵浦光和信號光，但只對信號光具有反向隔離作用。其中半導(dǎo)體激光器發(fā)射的泵浦光波長在976nm，輸出功率為200_500mW。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作一詳細(xì)的描述，其中圖1是單纖多波長光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1.為半導(dǎo)體激光器，2.為具有不同波長的多個有源相移光纖光柵，3.為具有波長選擇性的光隔離器，4.為有源光纖，5.為普通光隔離器。
具體實(shí)施例方式請參照圖1，圖1是本發(fā)明提供的單纖多波長光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。該光纖激光器包括半導(dǎo)體激光器1，多個有源相移光纖光柵2，具有波長選擇性的光隔離器3，有源光纖4和普通光隔離器5，其中，該半導(dǎo)體激光器1連接多個有源相移光纖光柵2多個有源相移光柵2的右端連接具有波長選擇性的光隔離器3的輸入端，具有波長選擇性的光隔離器3的輸出端連接有源光纖4的一端，有源光纖4的另一端連接普通光隔離器5的輸入端。多個有源相移光柵2是寫制在有源光纖上的相移光纖光柵，該多個有源相移光柵 2對應(yīng)多個不同波長。具有波長選擇性的光隔離3由波分復(fù)用器和信號光隔離器組成，能夠通過泵浦光和信號光，但只對信號光具有反向隔離作用。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體激光器1發(fā)射的泵浦光波長為976nm，輸出功率約為 200-500mW(本實(shí)施例為300mW)。泵浦光依次經(jīng)過3個具有不同波長的有源相移光柵2。它們的柵區(qū)長度為3-lOcm(本實(shí)施例為如m)，信號光的中心波長分別為1532. 7nm, 1534. 2nm 和1535. Onm，輸出功率分別為-10. 2dBm, -10. 8daii和-12daii。該多個有源相移光柵2寫制在低增益摻鉺光纖上，由于增益系數(shù)較低，泵浦光經(jīng)過每個有源相移光柵時，吸收損耗較小，單個有源相移光柵總損耗小于1. 2dB。在制作有源相移光柵時，每支的輸出功率會有所差異，通過適當(dāng)選擇有源光纖的排列順序，可以控制多波長激光器的平坦度小于3dB。信號光和剩余的泵浦光經(jīng)具有波長選擇性的光隔離器3進(jìn)入摻鉺光纖4。該具有波長選擇性的光隔離器3能夠同時通過泵浦光和信號光，但只對信號光有隔離作用，防止反向信號光進(jìn)入有源相移光柵而導(dǎo)致的模式跳變和噪聲增加問題。具有波長選擇性的光隔離器3由波分復(fù)用器和信號光隔離器組成，對泵浦光的插入損耗小于1.5dB，克服了普通信號光隔離器難以通過泵浦光的問題。剩余泵浦光進(jìn)入4米長的摻鉺光纖4，使得鉺離子發(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，進(jìn)而放大信號光的功率至4mW左右。然后放大后的信號光、少量殘余泵浦光進(jìn)入普通光隔離器5。該普通隔離器5工作波長為C波段(插入損耗約為IdB)，對信號光進(jìn)行反向光隔離，防止由于信號光反射而引起的其他波長激光的形成，在980nm附近的插入損耗可達(dá)30dB以上，所以殘余的泵浦光將遠(yuǎn)小于信號光功率。最后，在普通隔離器5后得到的多波長激光輸出功率約為3. 2mW。該單纖多波長光纖激光器采用單一半導(dǎo)體激光器對多個有源相移光柵和摻鉺光纖進(jìn)行泵浦，整體結(jié)構(gòu)簡單，泵浦光利用率高。
以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單纖多波長光纖激光器，包括一半導(dǎo)體激光器；多個有源相移光纖光柵，該多個有源相移光纖光柵相互串接，該串接的多個有源相移光纖光柵的一端與半導(dǎo)體激光器的輸出端連接；一具有波長選擇性的光隔離器，該具有波長選擇性的光隔離器的輸入端與相互串接的多個有源相移光纖光柵的另一端連接；一有源光纖，該有源光纖的一端與具有波長選擇性的光隔離器的輸出端連接；一普通光隔離器，該普通光隔離器的輸入端與有源光纖的另一端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單纖多波長光纖激光器，其中多個有源相移光柵是寫制在有源光纖上的相移光纖光柵，該多個有源相移光柵對應(yīng)多個不同波長。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單纖多波長光纖激光器，其中多個有源相移光柵中的單個有源相移光柵的總損耗小于1. 2dB。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單纖多波長光纖激光器，其中具有波長選擇性的光隔離由波分復(fù)用器和信號光隔離器組成，能夠通過泵浦光和信號光，但只對信號光具有反向隔離作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單纖多波長光纖激光器，其中半導(dǎo)體激光器發(fā)射的泵浦光波長在976nm，輸出功率為200_500mW。
全文摘要
一種單纖多波長光纖激光器，包括一半導(dǎo)體激光器；多個有源相移光纖光柵，該多個有源相移光纖光柵相互串接，該串接的多個有源相移光纖光柵的一端與半導(dǎo)體激光器的輸出端連接；一具有波長選擇性的光隔離器，該具有波長選擇性的光隔離器的輸入端與相互串接的多個有源相移光纖光柵的另一端連接；一有源光纖，該有源光纖的一端與具有波長選擇性的光隔離器的輸出端連接；一普通光隔離器，該普通光隔離器的輸入端與有源光纖的另一端連接。
文檔編號H01S3/067GK102185239SQ20111008619
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者劉育梁, 徐團(tuán)偉, 李芳 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所