專利名稱：一種可調(diào)諧雙色激光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域中的可調(diào)諧雙色激光系統(tǒng)，主要應(yīng)用在太赫茲技術(shù)、光學(xué)記憶和光開關(guān)等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代激光技術(shù)中，具有外腔反饋的半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)得到了廣泛開發(fā)研究，在外腔結(jié)構(gòu)中，通常采用具有不同周期結(jié)構(gòu)的光纖光柵元件對從激光器輻射的激光模式進(jìn)行選擇反饋，被反饋的激光模式將再次注入激光的激活區(qū)，如此反復(fù)，被反饋的激光模在整個反饋激光系統(tǒng)里面被振蕩放大，最后輸出單?；蚨嗄＜す狻Ｆ渲?，由于雙模激光在現(xiàn)代太赫茲技術(shù)中有十分突出的應(yīng)用，因此，應(yīng)用具有光學(xué)反饋的半導(dǎo)體激光系統(tǒng)來實現(xiàn)雙模激光輸出具有功耗低、經(jīng)濟(jì)價廉和結(jié)構(gòu)簡單等特點倍受青睞。但由于光纖光柵的周期不容易靈活控制，因此輻射的激光模式動態(tài)范圍相對狹窄。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種可調(diào)諧雙色激光系統(tǒng)，它能實現(xiàn)雙色激光的空間頻率間隔從吉赫茲到太赫茲連續(xù)可調(diào)諧，激光調(diào)節(jié)操作靈活。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的，它包括有多模激光器、環(huán)形器、Y型耦合器、濾波器和摻餌光纖放大器，所述多模激光器通過光纖連接環(huán)形器的端口二，具有單向傳輸特性的環(huán)形器的端口三光纖連接第一 Y型耦合器的輸入端，從第一 Y型耦合器輸出兩個分支路第一個分支路光纖連接第一濾波器，進(jìn)入第二 Y型耦合器的一個輸入端；第二個分支路光纖連接第二濾波器和摻餌光纖放大器，進(jìn)入第二 Y型耦合器的另一個輸入端；第二 Y型耦合器合并兩個分支路，其輸出端光纖連接環(huán)形器的端口一，再通過環(huán)形器的端口二反饋進(jìn)入多模激光器中。本發(fā)明的工作原理多模激光器可以采用法布里-珀羅多模激光器，調(diào)節(jié)法布里-珀羅多模激光器的注入電流到閾值以上，使其有效發(fā)射多模激光，改變激光激活區(qū)的操作溫度，可以改變輸出激光的波長，根據(jù)濾波器的濾波范圍，通過控制法布里-珀羅多模激光器的操作溫度和注入電流，使法布里-珀羅多模激光器所輻射的激光模波長位于濾波器的濾波范圍內(nèi)。從法布里-珀羅多模激光器輸出的多模激光經(jīng)過光纖連接的環(huán)形器到達(dá)第一 Y型耦合器，該Y型耦合器第一個分支路的第一濾波器的濾波波長固定在中心模的波長位置處，因為中心模的峰值功率最大，所以在反饋腔中不需要放大器對其功率進(jìn)行再次放大；第二個分支路的第二濾波器的濾波波長可根據(jù)需要連續(xù)可調(diào)，由于其他波長的光能量明顯低于中心模的光能量，所以采用摻餌光纖放大器對其功率進(jìn)行提高。兩個波長的激光在第二 Y型耦合器中合并為一個光路進(jìn)入環(huán)形器，再由環(huán)形器反饋進(jìn)入法布里-珀羅多模激光器中，反饋的激光光束在法布里-珀羅多模激光器中也將通過受激輻射獲得一定的增益，從而使其他的激光模獲得增益降低，最后，法布里-珀羅多模激光器被鎖定在由外腔反饋所導(dǎo)致的兩個激光模處，其他激光模功率被抑制，這就是經(jīng)典的注入鎖定行為，以至于在光譜分析儀上能觀察到具有有效邊摸抑制比的雙色激光光譜。由于采用了上述技術(shù)方案，利用法布里-珀羅多模激光器為核心元件，并結(jié)合具有光學(xué)濾波器、放大器和耦合器的光學(xué)反饋裝置來實現(xiàn)雙色激光輻射的光學(xué)系統(tǒng)，實現(xiàn)了雙色激光的空間頻率間隔連續(xù)可調(diào)，整個裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉的優(yōu)點；由于使用濾波器比光纖光柵容易調(diào)節(jié)光譜，本發(fā)明操作更靈活。


本發(fā)明的

如下
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)不意 圖3為本發(fā)明所輻射的空間頻率間隔O. 285 THz的雙色激光光譜 圖4為本發(fā)明所輻射的空間頻率間隔O. 705 THz的雙色激光光譜 圖5為本發(fā)明所輻射的空間頻率間隔1. 69 THz的雙色激光光譜圖。圖中1.多模激光器；2.環(huán)形器；3.光譜分析儀；4.第三Y型耦合器；5.第一 Y型率禹合器；6.第二 Y型稱合器；7.第一濾波器；8.第二濾波器；9.摻館光纖放大器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
如圖1所示，本發(fā)明包括有多模激光器1，環(huán)形器2，γ型耦合器5、6，濾波器7、8和摻餌光纖放大器9，所述多模激光器I通過光纖連接環(huán)形器2的端口二，具有單向傳輸特性的環(huán)形器2的端口三光纖連接第一 Y型稱合器5的輸入端,從第一 Y型稱合器5輸出兩個分支路第一個分支路光纖連接第一濾波器7，進(jìn)入第二 Y型耦合器6的一個輸入端；第二個分支路光纖連接第二濾波器8和摻餌光纖放大器9，進(jìn)入第二 Y型耦合器6的另一個輸入端；第二 Y型耦合器6合并兩個分支路，第二 Y型耦合器6的輸出端光纖連接環(huán)形器2的端口一，再通過環(huán)形器2的端口二反饋進(jìn)入多模激光器I中。如圖2所示，在環(huán)形器2的端口三與第一 Y型耦合器5之間，或者第二 Y型耦合器6與環(huán)形器2的端口一之間設(shè)置第三Y型耦合器4，第三Y型耦合器4的一個分支為光路輸出端，用于輸出雙色激光。在第三Y型耦合器4的光路輸出端連接有光譜分析儀3，用于對輸出激光譜的功率、邊摸抑制比和輸出波長等重要參數(shù)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。實施例采用法布里-珀羅多模激光器1，環(huán)形器2，光譜分析儀3，1X2均分Y型耦合器4，5，6，可調(diào)諧濾波器7，8，摻餌光纖放大器9，按照圖2的方式用光纖連接。法布里-珀羅多模激光器的基本結(jié)構(gòu)是在兩個相互平行的具有大約30%功率反射率的反射鏡形成諧振腔，在諧振腔中直入半導(dǎo)體增益介質(zhì)，就形成了經(jīng)典的法布里-珀羅激光器，激光器的閾值電流6 mA,所輸出的多模激光模式間隔為1.08 nm,輸出譜的線寬20nm。單向傳輸?shù)墓猸h(huán)形器由光纖制成,損耗為3 dB。所有I禹合器均具有功率均分的傳輸特性。兩個濾波器的波長調(diào)諧范圍在1530 nm到1570 nm之間。摻餌光纖放大器的最大增益為40 dB。光譜分析儀的光譜范圍在1250nm-1650nm，光譜分辨帶寬為O. 05nm，動態(tài)范圍>70dB，波長精確度為±0.05 nm。具體工作過程為調(diào)節(jié)法布里-珀羅多模激光器I的注入電流在閾值電流之上，輸出激光譜的強(qiáng)度也將隨注入電流的增加而得到加強(qiáng)，激光器的輸出光譜峰值也將隨著操作溫度的提高向長波方向飄移，因此，通過控制激光器激活區(qū)的溫度來使輸出的激光譜位于常規(guī)的通信波段附近(1550 nm附近)，從激光器輸出的多縱模激光的邊摸抑制比被限制在幾個dB的范圍內(nèi)，由于半導(dǎo)體增益介質(zhì)的增益曲線特性，所輸出的多模激光譜并不相對于具有最大功率的中心縱模左右對稱。從激光器輸出的激光將經(jīng)過環(huán)形器2到達(dá)第三Y型耦合器4，被均分的激光分別進(jìn)入光譜分析儀3和反饋腔，通過光譜分析儀，可以對輸出激光譜的功率、邊摸抑制比和輸出波長等重要參數(shù)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測；進(jìn)入反饋腔的多模激光器再次經(jīng)過第一 Y型耦合器5分別進(jìn)入可調(diào)諧濾波器7和8，第一濾波器7的濾波波長固定在多模激光自由譜的中心模位置，第二濾波器8的濾波波長可連續(xù)調(diào)節(jié)，使需要的不同的反饋波長通過，通過第二濾波器8的光束將被摻餌光纖放大器9進(jìn)行增益提高，最后，通過第一濾波器7和摻餌光纖放大器9以后的具有不同波長的反饋光將再次被均分通過第二 Y型耦合器6耦合后通過環(huán)形器2注入進(jìn)法布里-珀羅多模激光器I中，這樣經(jīng)過足夠的反饋循環(huán)后在光譜分析儀3上能夠觀測到頻率間隔穩(wěn)定的雙色激光譜圖。 雙色激光光譜圖如圖3、圖4和圖5所示，本發(fā)明具有雙色共振的激光，雙色激光空間頻率間隔從吉赫茲到太赫茲連續(xù)可調(diào)。圖3、圖4和圖5分別給出了空間頻率間隔為
O.285 THz,O. 705 THz和1. 69 THz的雙色激光光譜圖。由于受模式競爭、四波混頻和反饋功率的影響，最后在光譜分析儀上所觀察到的雙色激光的峰值功率不容易均衡，但在頻率間隔O. 5 THz到1. O THz這個范圍內(nèi)，所獲得激光譜的雙峰具有相當(dāng)?shù)墓β省?br> 權(quán)利要求
1.一種可調(diào)諧雙色激光系統(tǒng)，包括有多模激光器(I)，其特征是還包括有環(huán)形器(2)，Y型耦合器(5、6)，濾波器(7、8)和摻餌光纖放大器(9)，所述多模激光器(I)通過光纖連接環(huán)形器(2)的端口二，具有單向傳輸特性的環(huán)形器(2)的端口三光纖連接第一 Y型耦合器(5)的輸入端,從第一 Y型稱合器(5)輸出兩個分支路第一個分支路光纖連接第一濾波器(7)，進(jìn)入第二 Y型耦合器(6)的一個輸入端；第二個分支路光纖連接第二濾波器(8)和摻餌光纖放大器(9)，進(jìn)入第二 Y型耦合器(6)的另一個輸入端；第二 Y型耦合器(6)合并兩個分支路，第二 Y型耦合器(6)的輸出端光纖連接環(huán)形器(2)的端口一，再通過環(huán)形器(2)的端口二反饋進(jìn)入多模激光器(I)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧雙色激光系統(tǒng)，其特征是在環(huán)形器(2)的端口三與第一 Y型耦合器(5)之間，或者第二 Y型耦合器(6)與環(huán)形器(2)的端口一之間設(shè)置第三Y型耦合器(4 )，第三Y型耦合器(4 )的一個分支為光路輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可調(diào)諧雙色激光系統(tǒng)，其特征是在第三Y型耦合器(4)的光路輸出端連接有光譜分析儀(3 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域中的可調(diào)諧雙色激光系統(tǒng)，它包括有多模激光器，環(huán)形器，Y型耦合器，濾波器和摻餌光纖放大器，多模激光器通過光纖連接環(huán)形器的端口二，具有單向傳輸特性的環(huán)形器的端口三光纖連接第一Y型耦合器的輸入端，從第一Y型耦合器輸出兩個分支路第一個分支路光纖連接第一濾波器，進(jìn)入第二Y型耦合器的一個輸入端；第二個分支路光纖連接第二濾波器和摻餌光纖放大器，進(jìn)入第二Y型耦合器的另一個輸入端；第二Y型耦合器合并兩個分支路，輸出端光纖連接環(huán)形器的端口一，反饋進(jìn)入多模激光器中。本發(fā)明的優(yōu)點是雙色激光的空間頻率間隔可從吉赫茲到太赫茲連續(xù)可調(diào)諧，激光調(diào)節(jié)操作靈活。
文檔編號H01S3/23GK103022890SQ201210582939
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者吳建偉 申請人:重慶師范大學(xué)