本發(fā)明屬于光纖通信，具體涉及到一種雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的回音壁微腔濾波光纖激光器。

背景技術(shù)：

1、窄線寬光纖激光器是光纖通信，光纖傳感，光纖時(shí)頻傳遞領(lǐng)域的重要光源，其較窄的激光線寬特性對(duì)于提高通信容量，擴(kuò)大光纖傳感距離，提高時(shí)頻傳遞準(zhǔn)確度具有重要意義。為進(jìn)一步壓縮光纖激光器線寬，采用高品質(zhì)因子(典型值>108)回音壁模式諧振腔(wgmr)作為外腔元件，對(duì)光纖激光器進(jìn)行光反饋，能夠顯著壓縮激光線寬，獲得高純度激光輸出。然而，回音壁微腔的濾波特性使得激光器系統(tǒng)輸出功率顯著降低，不利于激光器的實(shí)際使用。

2、2013年，西班牙瓦倫西亞大學(xué)a.díez等人報(bào)道了回音壁模式微球諧振腔作為窄帶濾波器的環(huán)形光纖激光器結(jié)構(gòu)，并且實(shí)現(xiàn)了激光調(diào)諧功能，激光線寬<35khz，功率0.38mw，調(diào)諧范圍1.16nm。

3、2018年，重慶大學(xué)朱濤，黃禮剛等人為拓寬激光器調(diào)諧范圍，采用微球回音壁腔和光纖光柵構(gòu)造選頻器。該方案中，微球回音壁腔直徑為264μm，由于高階模式的存在，相鄰諧振峰平均間隔為0.033nm，通過應(yīng)力調(diào)節(jié)光纖光柵中心頻率，選定不同諧振峰形成單模諧振，實(shí)現(xiàn)激光頻移，調(diào)諧范圍30nm，線寬5khz，同時(shí)利用微腔的熱光效應(yīng)，其諧振峰在fbg帶寬范圍微小移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)激光器的精細(xì)調(diào)諧。但該方案激光輸出功率僅為0.01mw。

4、2018年，華中科技大學(xué)張新亮，馬瑞隆等人采用微瓶腔作為濾波器件和調(diào)諧器件，構(gòu)建了光纖激光器系統(tǒng)。該方案在微瓶腔部分表面涂覆氧化鐵顆粒，沿微瓶腔軸向通入控制光，利用表面氧化鐵的光熱效應(yīng)改變微瓶腔的尺寸和折射率，通過改變控制光的功率實(shí)現(xiàn)了全光調(diào)諧，調(diào)諧范圍2.7nm，線寬500hz。方案要求泵浦源功率小于180mw，否則會(huì)引起被抑制的高階模式的受激輻射，導(dǎo)致多模輸出，激光輸出功率較低，僅為4μw。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，回音壁微腔濾波光纖激光器功率微弱，難以實(shí)用的缺陷，提出一種雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的回音壁微腔濾波光纖激光器。

2、本發(fā)明的一種雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的回音壁微腔濾波光纖激光器，包括彼此連接的泵浦激光光源、波分復(fù)用器、光纖耦合器、摻鉺光纖、隔離器、光纖耦合器、回音壁腔濾波器和光纖耦合器。

3、優(yōu)選地，波分復(fù)用器2輸入端口連入激光泵浦源1，波分復(fù)用器2的輸出端口連入光纖耦合器3的輸入端口；

4、光纖耦合器3的輸出端口連入摻鉺光纖4的一端；摻鉺光纖4的另一端連入隔離器5輸入端口；該隔離器5的輸出端口連入光纖耦合器6的輸入端口；

5、光纖耦合器6的1號(hào)輸出端口連入回音壁腔濾波器7的輸出端口；光纖耦合器6的2號(hào)輸出端口連入光纖耦合器3的2號(hào)輸入端口；

6、回音壁腔濾波器7的輸出端口連入光纖耦合器8的輸入端口；

7、光纖耦合器8的1號(hào)輸出端口連入波分復(fù)用器2的1550nm輸入端口；光纖耦合器8的2號(hào)輸出端口為整個(gè)激光器的輸出端口。

8、優(yōu)選地，回音壁腔濾波器包括偏振控制器、環(huán)形器、錐形耦合光纖、回音壁模式諧振腔和回音壁腔濾波器。

9、優(yōu)選地，回音壁腔濾波器的輸入端連入偏振控制器的輸入端口；偏振控制器的輸出端口連入光纖環(huán)形器的1號(hào)端口；該光纖環(huán)形器的2號(hào)端口連入錐形耦合光纖；錐形耦合光纖通過光纖耦合方式連入回音壁模式諧振腔；光纖環(huán)形器的3號(hào)端口連接輸出光纖。

10、有益效果

11、本發(fā)明的激光器諧振腔由主環(huán)形腔和輔環(huán)形腔構(gòu)成，先由輔環(huán)形腔構(gòu)成激光器前期工作的諧振腔，生成較強(qiáng)的初始信號(hào)光，該信號(hào)光進(jìn)入主環(huán)形腔中，通過回音壁微腔實(shí)現(xiàn)線寬壓縮，通過摻鉺光纖循環(huán)放大，最后形成穩(wěn)定的激光振蕩。本發(fā)明的雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，將激光器的形成過程和線寬壓縮過程分離，實(shí)現(xiàn)在保證回音壁微腔的線寬壓縮前提下的激光器系統(tǒng)輸出功率的顯著提升。

技術(shù)特征：

1.一種雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的回音壁微腔濾波光纖激光器，其特征在于，包括彼此連接的泵浦激光光源、波分復(fù)用器、光纖耦合器、摻鉺光纖、隔離器、光纖耦合器、回音壁腔濾波器和光纖耦合器。

2.如權(quán)利要求1所述的雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的回音壁微腔濾波光纖激光器，其特征在于，波分復(fù)用器輸入端口連入激光泵浦源，波分復(fù)用器的輸出端口連入光纖耦合器的輸入端口；

3.如權(quán)利要求1所述的雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的回音壁微腔濾波光纖激光器，其特征在于，回音壁腔濾波器包括偏振控制器、環(huán)形器、錐形耦合光纖、回音壁模式諧振腔和回音壁腔濾波器。

4.如權(quán)利要求3所述的雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的回音壁微腔濾波光纖激光器，其特征在于，回音壁腔濾波器的輸入端連入偏振控制器的輸入端口；偏振控制器的輸出端口連入光纖環(huán)形器的1號(hào)端口；該光纖環(huán)形器的2號(hào)端口連入錐形耦合光纖；錐形耦合光纖通過光纖耦合方式連入回音壁模式諧振腔；光纖環(huán)形器的3號(hào)端口連接輸出光纖。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的回音壁微腔濾波光纖激光器，包括彼此連接的泵浦激光光源、波分復(fù)用器、光纖耦合器、摻鉺光纖、隔離器、光纖耦合器、回音壁腔濾波器和光纖耦合器。波分復(fù)用器輸入端口連入激光泵浦源，波分復(fù)用器的輸出端口連入光纖耦合器的輸入端口。本發(fā)明的激光器諧振腔由主環(huán)形腔和輔環(huán)形腔構(gòu)成，先由輔環(huán)形腔構(gòu)成激光器前期工作的諧振腔，生成較強(qiáng)的初始信號(hào)光，該信號(hào)光進(jìn)入主環(huán)形腔中，通過回音壁微腔實(shí)現(xiàn)線寬壓縮，通過摻鉺光纖循環(huán)放大，最后形成穩(wěn)定的激光振蕩。本發(fā)明的雙環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，將激光器的形成過程和線寬壓縮過程分離，實(shí)現(xiàn)在保證回音壁微腔的線寬壓縮前提下的激光器系統(tǒng)輸出功率的顯著提升。

技術(shù)研發(fā)人員：崔繼文,王子云,雷子煜,譚久彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9