一種可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器的制造方法
【專利摘要】一種可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器，其構(gòu)成包括沿光路依次連接的帶輸出尾纖的脈沖泵浦源、一段單模無源光纖、帶通濾波器、隔離器和光纖放大器。本發(fā)明通過改變帶通濾波器的透過波長，實(shí)現(xiàn)脈沖波長在1810納米到2170納米范圍內(nèi)的調(diào)諧輸出，具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊等特點(diǎn)，并有寬于現(xiàn)有技術(shù)的波長調(diào)諧范圍，在醫(yī)療、光電對抗等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】—種可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖激光器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖激光器由于其結(jié)構(gòu)緊湊、高增益、單模運(yùn)轉(zhuǎn)、光束質(zhì)量好等特點(diǎn)在通訊、微加工、等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。這其中，2微米光纖激光器由于其輸出波長接近羥基H-O的吸收峰，在醫(yī)療、雷達(dá)、光電對抗等方面有良好的應(yīng)用前景。其中的一些應(yīng)用需要激光器輸出具有一定重復(fù)頻率的脈沖序列，這就涉及到光纖激光器中的脈沖產(chǎn)生方法。
[0003]通常用于實(shí)現(xiàn)光纖激光器輸出脈沖的方法有四種，分別是鎖模、調(diào)Q、電調(diào)制和增益開關(guān)。其中鎖模主要用于產(chǎn)生飛秒脈沖，調(diào)Q和電調(diào)制則用于產(chǎn)生皮秒和納秒脈沖，而增益開關(guān)由于其腔長和泵浦源的限制通常只能獲得納秒脈沖。前兩種方法由于腔內(nèi)鎖模或調(diào)Q元件的存在破壞了光纖激光器的緊湊性。電調(diào)制這一方法則由于直接獲得的功率過低無法應(yīng)用，需要多級放大，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。增益開關(guān)則由于過分依賴于泵浦源的性能難以獲得高性能的輸出。此外，鎖模、調(diào)Q以及增益開關(guān)的輸出波長都因?yàn)槭芟抻谥C振腔的選頻而難以實(shí)現(xiàn)調(diào)諧，這也給應(yīng)用帶來了困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述提到的脈沖光纖激光器中存在的問題，獲得寬調(diào)諧范圍的脈沖激光器，本發(fā)明提出的一種可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0006]一種可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括:沿光路依次連接的帶輸出尾纖的脈沖泵浦源、一段單模無源光纖、帶通濾波器、隔離器和光纖放大器。
[0007]所述的各部件之間以纖芯對齊的方式相互熔接在一起。
[0008]所述的帶輸出尾纖的脈沖泵浦源的輸出波長在1500納米到1760納米范圍內(nèi)、輸出脈寬為I到20納秒、峰值功率大于I千瓦。
[0009]所述的一段單模無源光纖的纖芯直徑小于10微米，長度大于10米。
[0010]所述的帶通濾波器的透過中心波長在1810納米到2170納米范圍內(nèi)。
[0011]所述的光纖放大器的信號光波長在1810納米到2040納米之間為摻銩光纖放大器，信號光波在2040納米到2080納米之間為摻銩光纖放大器或摻欽光纖放大器或銩欽共摻光纖放大器，信號光波在2080納米到2170納米之間為摻欽光纖放大器或銩欽共摻光纖放大器。
[0012]所述的光纖放大器可為一級放大器也可為多級放大器。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014](I)利用了脈沖泵浦源輸出脈沖在單模光纖中傳輸時(shí)的非線性效應(yīng)，產(chǎn)生了 2微米波段的超連續(xù)譜。
[0015](2)利用帶通濾波器選出在1810納米到2170納米間某一波段的超連續(xù)譜成分，用光纖放大器進(jìn)行放大。由于超連續(xù)譜的時(shí)域特征與泵浦源的輸出類似，所以最終輸出的2微米脈沖也具有與泵浦脈沖序列相同的重復(fù)頻率和類似的時(shí)間波形。
[0016](3)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，并有寬于現(xiàn)有技術(shù)的波長調(diào)諧范圍，在醫(yī)療、光電對抗等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明中的脈沖泵浦源輸出脈沖通過各元件后光譜的演化過程。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0020]請先參閱圖1，圖1為本發(fā)明可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中帶輸出尾纖的脈沖泵浦源I為鉺鐿共摻光纖激光器，輸出中心波長1550納米，線寬5納米，脈寬為I納秒，峰值功率為2.5千瓦。通過一段單模無源光纖2 (10米，本實(shí)例中為康寧公司的SMF-28e光纖)后，脈沖因非線性效應(yīng)在光譜上展寬為超連續(xù)譜，波長范圍約為1400納米到2200納米，時(shí)間脈寬窄化為800皮秒。之后通過中心波長為2微米，帶寬10納米的透過式帶通濾波器3，這時(shí)脈沖的特征在時(shí)域上保持不變而在頻率域由于濾波作用只剩下2微米的成分。之后在通過光纖放大器5，本實(shí)例中為摻銩光纖放大器，進(jìn)行放大。隔光纖隔離器4被用來防止由光纖放大器5產(chǎn)生的背向光打壞脈沖泵浦源I。通過調(diào)節(jié)帶通濾波器3的透過波長和帶寬，即可實(shí)現(xiàn)在1810納米到2170納米的調(diào)諧輸出。
[0021]圖2為本發(fā)明中的脈沖泵浦源輸出脈沖通過各元件后光譜的演化過程。由脈沖泵浦源I輸出的1550納米泵浦光通過一段單模無源光纖2后展寬為超連續(xù)譜，之后通過帶通濾波器3選出2微米成分,最后用光纖放大器5進(jìn)行放大。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器，特征在于其構(gòu)成包括:沿光路依次連接的帶輸出尾纖的脈沖泵浦源(I)、一段單模無源光纖(2)、帶通濾波器(3)、隔離器(4)和光纖放大器(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器，其特征在于，所述的各部件之間以纖芯對齊的方式相互熔接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器，其特征在于，所述的帶輸出尾纖的脈沖泵浦源(I)的輸出波長為在1500納米到1760納米范圍內(nèi)、輸出脈寬為I到20納秒、峰值功率大于I千瓦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器，其特征在于，所述的一段單模無源光纖(2)的纖芯直徑小于10微米，長度大于10米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器，其特征在于，所述的帶通濾波器(3)的透過中心波長為1810納米到2170納米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器，其特征在于，所述的光纖放大器(5)的信號光波長在1810納米到2040納米之間為摻銩光纖放大器，信號光波長在2040納米到2080納米之間為摻銩光纖放大器或摻欽光纖放大器或銩欽共摻光纖放大器，信號光波長在2080納米到2170納米之間為摻欽光纖放大器或銩欽共摻光纖放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)諧2微米脈沖光纖激光器，其特征在于，所述的光纖放大器(5)為一級放大器或多級放大器。
【文檔編號】H01S3/10GK103730821SQ201310642038
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】徐劍秋, 楊建龍, 唐玉龍, 王堯, 李宏強(qiáng), 羅永鋒, 王世偉, 楊帥, 顏碩 申請人:上海交通大學(xué)